通过焦距如何影响3D建模结果的介绍，可以初步了解焦距与FOV的关系。从飞行参数的设置到 3D 建模过程，这两个参数总是有其一席之地。那么这两个参数对3D建模结果有什么影响呢？在本文中，我们将介绍Rainpoo如何在产品研发过程中发现这种联系，以及如何在飞行高度和3D模型结果之间的矛盾之间找到平衡点。
RIY-D2是专为地籍调查项目开发的产品。它也是最早采用下拉式内镜设计的斜置相机。D2建模精度高，建模质量好，适用于地形平坦，楼层不太高的场景建模。但是，对于落差大、地形地势复杂（包括高压线路、烟囱、基站等高层建筑），无人机的飞行安全将是一个大问题。
在实际操作中，部分客户没有规划好飞行高度，导致无人机挂高压线或撞基站；或者即使有的无人机有幸通过了危险点，也只是在查看航拍照片时才发现无人机离危险点很近。这些危险和隐患往往会给客户造成巨大的财产损失。
照片中显示了一个基站，可以看到它离无人机很近，很有可能撞上 因此，很多客户给我们提出了建议：能否设计一个长焦距的斜摄像头，让无人机的飞行高度更高，飞行更安全？根据客户需求，在D2的基础上，我们开发了长焦版本RIY-D3。与D2相比，在相同分辨率下，D3可以将无人机的飞行高度提高60%左右。
在D3的研发过程中，我们一直认为焦距越长，飞行高度越高，建模质量越好，精度越高。但是经过实际工作，我们发现并没有想象中的那么好，与D2相比，D3构建的3D模型比较吃力，工作效率也比较低。
| 姓名 | Riy-D2/D3 |
| 重量 | 850g |
| 尺寸 | 190*180*88mm |
| 传感器类型 | APS-C |
| CMOS尺寸 | 23.5mm×15.6mm |
| 像素的物理尺寸 | 3.9um |
| 总像素 | 120MP |
| 最小曝光时间间隔 | 1s |
| 相机曝光模式 | 等时/等距曝光 |
| 焦距 | D2 20mm/35mmD3 35mm/50mm |
| 电源 | 统一供电（无人机供电） |
| 内存容量 | 320G |
| 数据下载速度加快 | ≥70M/s |
| 工作温度 | -10°C~+40°C |
| 固件更新 | 免费 |
| IP率 | 知识产权 43 |
焦距和造型质量之间的联系对于大多数客户来说并不容易理解，甚至很多斜相机厂商都误以为长焦距镜头对造型质量有帮助。
这里的实际情况是：在其他参数相同的前提下，对于建筑立面来说，焦距越长，造型的平等性越差。这里涉及到什么样的逻辑关系？
在最后一篇文章中 焦距如何影响 3D 建模结果 我们已经提到：
在其他参数相同的前提下，焦距只会影响飞行高度。如上图所示，有两个异焦镜头，红色表示长焦镜头，蓝色表示短焦镜头。长焦镜头与墙壁形成的最大夹角为α，短焦镜头与墙壁形成的最大夹角为β。明显地：
这个“角度”是什么意思？镜头的 FOV 边缘与墙壁之间的角度越大，镜头相对于墙壁的水平度就越高。在采集建筑立面信息时，短焦镜头可以更横向地采集墙面信息，基于它的3D模型更能体现立面的质感。因此，对于有立面的场景，镜头焦距越短，采集到的立面信息越丰富，建模质量就越好。
对于有屋檐的建筑物，在地面分辨率相同的情况下，镜头焦距越长，无人机飞行高度越高，屋檐下的盲点越多，建模质量越差。所以在这种情况下，长焦镜头的D3无法与短焦镜头的D2竞争。
根据焦距和模型质量的逻辑联系，如果镜头焦距足够短，FOV角度足够大，则根本不需要多镜头相机。一个超广角镜头（鱼眼镜头）可以收集各个方向的信息。如下所示：
镜头的焦距设计的越短越好吗？
更不用说超短焦带来的大畸变问题了。如果倾斜相机的正射镜头焦距设计为10mm，数据采集分辨率为2cm，则无人机的飞行高度仅为51米。
显然，如果无人机配备了这样设计的斜摄像头来做作业，那肯定是危险的。
PS：虽然超广角镜头在斜摄影建模中使用场景有限，但是对于激光雷达建模有实际意义。此前，某知名激光雷达公司曾与我们沟通，希望我们设计一款广角镜头航拍相机，搭载激光雷达，用于地物解译和纹理采集。
D3的研发让我们意识到，对于倾斜摄影来说，焦距不能单调长短。长度与模型质量、工作效率、飞行高度密切相关。所以在镜头研发中，首先要考虑的问题是：镜头的焦距如何设置？
短焦虽然造型质量好，但飞行高度低，不利于无人机飞行。为了保证无人机的安全，必须将焦距设计得更长，但焦距过长会影响工作效率和建模质量。飞行高度与3D建模质量存在一定的矛盾。我们必须在这些矛盾之间寻求妥协。
所以在D3之后，综合考虑了这些矛盾的因素，我们开发了DG3倾斜相机。DG3兼顾了D2的3D建模质量和D3的飞行高度，同时还增加了散热除尘系统，使其也可以用于固定翼或VTOL无人机。DG3是Rainpoo最受欢迎的倾斜相机，也是市场上使用最广泛的倾斜相机。
| 姓名 | Riy-DG3 |
| 重量 | 650g |
| 尺寸 | 170*160*80mm |
| 传感器类型 | APS-C |
| CCD尺寸 | 23.5mm×15.6mm |
| 像素的物理尺寸 | 3.9um |
| 总像素 | 120MP |
| 最小曝光时间间隔 | 0.8s |
| 相机曝光模式 | 等时/等距曝光 |
| 焦距 | 28mm/40mm |
| 电源 | 统一供电（无人机供电） |
| 内存容量 | 320/640G |
| 数据下载速度加快 | ≥80M/s |
| 工作温度 | -10°C~+40°C |
| 固件更新 | 免费 |
| IP率 | 知识产权 43 |
RIY-Pros系列斜角相机可以达到更好的造型质量。那么Pros在镜头布局和焦距设置上有什么特别的设计呢？在本期中，我们将继续介绍 Pros 参数背后的设计逻辑。
前面的内容提到了这样一个观点： 焦距越短，视角越大，可以收集到的建筑立面信息越多，造型质量就越好。
除了设置合理的焦距之外，当然我们还可以通过另一种方式来提升建模效果： 直接增加斜透镜的角度，也可以收集更丰富的立面信息。
但实际上，虽然设置较大的斜角可以提高造型质量，但也有两个副作用：
1：工作效率会降低。 随着倾斜角度的增加，飞行路线的向外扩展也会增加很多。当斜角超过45°时，飞行效率会急剧下降。
比如专业航拍相机Leica RCD30，它的倾斜角度只有30°，这样设计的原因之一是为了提高工作效率。
2：如果倾斜角度太大，阳光很容易进入相机，造成眩光 （尤其是在雾蒙蒙的早晨和下午）。Rainpoo斜相机是最早采用内镜头设计的。这种设计相当于给镜头加了一个遮光罩，防止它受到斜射阳光的影响。
尤其是小型无人机，一般来说飞行姿态都比较差。镜头斜角和无人机姿态叠加后，杂散光很容易进入相机，进一步放大了眩光问题。
根据经验，为了保证模型质量，对于空间中的任何物体，飞行时最好覆盖五组镜头的纹理信息。
这很容易理解。比如我们要建一个古建筑的3D模型，绕圈飞行的建模质量肯定比四个边只拍几张的质量要好很多。
覆盖的照片越多，包含的空间和纹理信息就越多，建模质量就越好。 这就是倾斜摄影飞行路线重叠的意义。
重叠程度是决定3D模型质量的关键因素之一。在斜摄影的一般场景中，重叠率大多是80%的朝向和70%的横向（实际数据是冗余的）。
事实上，横向重叠度当然最好相同，但是太高的横向重叠度会大大降低飞行效率（尤其是固定翼无人机），所以基于效率，一般的横向重叠度会低于标题重叠。
温馨提示：考虑到工作效率，重叠度不要越高越好。超过一定“标准”后，提高重叠度对3D模型的影响有限。根据我们的实验反馈，有时增加重叠实际上会降低模型的质量。例如，对于3~5cm分辨率的建模场景，重叠度低的建模质量有时要好于重叠度高的建模质量。
在飞行前，我们设置了 80% 的航向和 70% 的横向重叠，这只是理论重叠。在飞行中，无人机会受到气流的影响，并且姿态的变化会导致实际重叠小于理论重叠。
一般来说，无论是多旋翼还是固定翼无人机，飞行姿态越差，3D模型的质量就越差。由于较小的多旋翼或固定翼无人机重量更轻，体积更小，因此容易受到外部气流的干扰。它们的飞行姿态普遍不如中/大型多旋翼或固定翼无人机，导致某些地面区域的实际重叠度不够，最终影响建模质量。
随着建筑物高度的增加，3D建模的难度也会增加。一是高层建筑会增加无人机飞行的风险，二是随着建筑高度的增加，高层部分的重叠度急剧下降，导致3D模型质量不佳。
针对以上问题，很多有经验的客户找到了解决办法：增加重叠度。的确，随着重叠程度的增加，模型效果会大大提升。下面是我们做的实验对比：
通过以上对比我们会发现：重叠度的增加对低层建筑的造型质量影响不大；但对高层建筑的造型质量影响很大。
但是，随着重叠程度的增加，航拍照片的数量会增加，数据处理的时间也会增加。
2 的影响 焦距 在 3D 高层建筑造型质量
我们在之前的内容中已经做出了这样的结论：为了 立面建筑 3D 建模场景，焦距越长，建模越差 质量. 但是，对于高层区域的3D建模，需要更长的焦距来保证建模质量。如下所示：
在相同分辨率和重叠度的情况下，长焦距镜头可以保证屋顶的实际重叠度和足够安全的飞行高度，以达到更好的高层建筑造型质量。
比如用DG4pros斜面相机做高层建筑3D建模时，不仅可以达到很好的建模质量，而且精度还能达到1：500地籍测量要求，这就是长焦距的优势。长镜头。
案件： 倾斜摄影成功案例
为了获得更好的建模质量，在相同分辨率的前提下，需要保证足够的重叠和大的视野。对于地形高差大的地区或高层建筑，镜头的焦距也是影响建模质量的重要因素。基于以上原则，Rainpoo RIY-Pros系列斜视相机在镜头上做了以下三点优化：
1 改变len的布局服务
对于Pros系列斜置相机来说，最直观的感受就是它的外形从圆形变成了方形。这种变化最直接的原因是镜头布局发生了变化。
这种布局的好处是可以将相机的尺寸设计得更小，重量也可以相对更轻一些。但是这种布局会导致左右斜透镜的重叠度低于前、中、后透视：即阴影A的面积小于阴影B的面积。
正如我们之前提到的，为了提高飞行效率，横向重叠一般小于航向重叠，而这种“环绕布局”会进一步减少横向重叠，这也是为什么横向3D模型会比航向3D差的原因模型。
所以对于RIY-Pros系列，Rainpoo将镜头布局改为：平行布局。如下所示：
这种布局会牺牲一部分形状和重量，但好处是可以保证足够的横向重叠，达到更好的造型质量。在实际的飞行计划中，RIY-Pros 甚至可以减少一些横向重叠以提高飞行效率。
2 调整角度 斜 连硒s
“平行布局”的优势在于，既保证了足够的重叠，又增加了侧视场，可以收集到更多建筑物的纹理信息。
在此基础上，我们还增加了斜透镜的焦距，使其底边与之前“环绕布局”布局的底边重合，进一步增加了侧视角度，如下图所示：
这种布局的好处是虽然改变了斜透镜的角度，但不影响飞行效率。而侧透镜的FOV大幅提升后，可以收集到更多的立面信息数据，当然也提升了造型质量。
对比实验也表明，相比传统的镜头布局，Pros系列的布局确实可以提升3D模型的横向质量。
左边是传统布局相机搭建的3D模型，右边是Pros相机搭建的3D模型。
3 增加焦距 斜透镜
RIY-Pros斜置镜头由传统的“环绕式布局”变为“平行式布局”，斜置镜头拍摄的照片的近点分辨率与远点分辨率的比例也将提高。
为了保证比例不超过临界值，Pros斜镜头焦距比之前增加了5%~8%。
| 姓名 | Riy-DG3 优点 |
| 重量 | 710g |
| 尺寸 | 130*142*99.5mm |
| 传感器类型 | APS-C |
| CCD尺寸 | 23.5mm×15.6mm |
| 像素的物理尺寸 | 3.9um |
| 总像素 | 120MP |
| 最小曝光时间间隔 | 0.8s |
| 相机曝光模式 | 等时/等距曝光 |
| 焦距 | 28mm/43mm |
| 电源 | 统一供电（无人机供电） |
| 内存容量 | 640G |
| 数据下载速度加快 | ≥80M/s |
| 工作温度 | -10°C~+40°C |
| 固件更新 | 免费 |
| IP率 | 知识产权 43 |
+8619808149372