Pix4DMapper 사용법

드론/쿼드콥터 2017.03.22 14:17 Posted by 푸른하늘이

시스템 요구사항(추천)

  • Windows 7, 8, 10 64 bits. 
  • CPU quad-core or hexa-core Intel i7/Xeon. 
  • GeForce GPU compatible with OpenGL 3.2 and 2 GB RAM.
  • SSD
    • Large projects (over 500 images at 14 MP): 32 GB RAM, 60 GB SSD Free Space. 
    • Very Large projects (over 2    000 images at 14 MP): 32 GB RAM, 120 GB SSD Free Space.

설치방법

생략

좋은 데이터셋을 만드는 방법

  • 중복도가 높아야 함. 

1. 영상촬영계획 수립

  • 촬영계획 수립시 고려사항
    • 프로젝트 유형(항공, 지상, 혼합) 
    • 지형/객체의 유형 
    • 카메라 유형
    • 프로젝트 목적
    • 사진촬영 간격
    • 촬영고도, 촬영각도 등 
  • 항공사진의 경우 다음 사항도 고려
    • 일직선/직사각형/원형
    • 지상사진도 포함시킬 것인지 결정
    • 여러번 촬영할 경우, 각각의 촬영대상지역

2. 카메라설정

3. 사진 지오레퍼런싱

4. GPS 혹은 다른 소스를 이용한 기준점

1단계 : 프로젝트 시작전

정확한 결과 <- 중첩많아야함. <- 비행계획을 잘 세워야 함. <- 요구 GSD/ 지형유형에 따라 달라짐. 

matched keypoint - 두개 이상의 사진에서 동일한 지점으로 인식되는 점. 많을 수록 정확도 높아짐

-  pix4DMapper에는 Processing Template가 있음. Rapid/Low Res 를 선택하면 현장에서 확인하는 용도로 좋다. 정확도는 좋지 않다. 정확도가 필요하면 Full Processing으로. Rapid/Low Res 처리가 실패했을 경우, 재촬영이 좋다. 

이상적인 촬영계획

일반적인 경우 : 종중복 75% 이상, 횡중복 60% 이상. 가능한한 동일한 고도 유지

숲. 식물이 많은 곳 : keypoint 찾기 힘듦. 종중복 85%이상, 횡중복 70% 이상, 

건물 3D : 45도로 촬영. 상승시키고 30도로 내리고 촬영. 같은 방식 반복. 5-10도 간격으로 촬영. 3D Model로 선택하면 정사사진은 생성하지 않음. 3D Map으로 하면 정사사진 만들어지지만 수직방향만 나옴. OrthoPlane 도구를 사용하여야만 정면 사진 얻을 수 있음.

눈이나 모래 : Keypoint 찾기 힘듦. 종중복 85%, 횡중복 70% 이상. 노출을 잘 계산할 것

물이나 하천 등 : 불가능. 고도를 높이고, 각 사진마다 육지가 들어 있도록 촬영해야.

길고 좁은 지역 : 최소 2개 코스. 85%종중복, 60% 횡중복. 

여러번 촬영 : 각 지역간의 중복도를 높일 것. 각 지역의 촬영 조건(태양각 날씨 등)이 동일할 수록 좋음. 촬영고도 동일하게

3D city 복원 : 모든 건물의 전면이 나오려면 격자방식으로 촬영. 중복도는 일반적 경우와 동일. 건물의 전면이 나오려면 10=35도 정도 기울여서 촬영

건물내부 : 지상사진 추천. 중복도 90%. 따라서 어안렌즈로. 필요시 수동 tie point

Mixed. : 가능

대형 수직 구조물 : 건물에 가깝게 촬영. 수평방향 90% 중복, 수직방향 60% 중복. 맨 위는 반드시 45도로 촬영하여 바닥이 함께 보이도록. 이때 목표물과 지면 모두 초점이 맞도록. 


터널 : 조명문제가 가장 심각. 2코스 이상으로 촬영할 것. 어안렌즈가 좋음. 

카메라 설정

GSD가 정확도를 결정함. 

35mm 환산 초점거리로부터 실 초점거리 계산.... 원하는 GSD로부터 촬영고도 계산

카메라 종류, 렌즈 종류는 거의 모든 것을 지원함. 어안렌즈 포함

카메라 설정 : Stabilization Off. 셔터/ISO/조리개 : 자동으로. 사진 질이 떨어지면 매뉴얼 설정. 초점은 무한대.

추천 카메라. : 컴팩트카메라(캐넌 IXUS 200HS, 소니 RX100) DSLR(소니 NEX 5/7 캐넌 5D 마크2) 액션(GoPro Hero 4) 비디오는 비추. 

Georeferencing

GPS 정보가 없는 사진...도 사용가능하나, GCP를 사용하거나, 축척/방향 정보를 입력

GPS 갱신속도가 촬영시간 간격보다 낮을 경우, 두개 이상의 사진에 동일한 GPS 좌표가 입력되거나 일부가 빠지는 등 문제가 발생할 수 있음

GCP

GCP는 전지역에 고르게 분포. 최소 3개의 GCP 필요. 최소 5개 추천. 5-10개 정도면 충분. 지형이 복잡하면 GCP 추가 필요

GCP 정확도는 요구 정확도보다 높아야 함. GCP 대공표지판은 GSD의 5-10배 정도의 크기로 제작. 자연점은 파악하기도, 표시하기도 힘들다.

GCP의 정확도가 GSD의 1/10 보다 높을 필요는 없음. 더 높아도 표시할 방법이 없음.

2단계 : 프로젝트 생성

Project - New Project...

Add Image - *jpg, *.tiff

Image Coordinate System

Import Geolocation - 대부분 EXIF 에 저장. 참고로 Date Taken 정보를 사용하여 촬영순서를 체크함. 

Selected Camera Model - EXIF 정보에 보관된 정보 사용. 다른 사진이 섞여 있을 경우, Grouping 필요

Select Output Coordinate System

Processing Options

3D Maps - 3D 모델(Point Cloud + 3d texture mesh), DSM, 정사사진 생성. 

3D Models - 3D 모델 만

Ag Multispectral - 반사도, NDVI, classifcation/application 지도. 

(Sequoia, MicaSense RedEdge, MultiSpec 4C 등)

Ag Modified camera - 위와 동일. 사용하는 카메라는 Modified RGB 카메라

3D Map Rapid/Low Res - 확인용

Thermal Camera - Thermal reflectance Camera 

(Tau 2 based cameras: FLIR Vue Pro, thermoMAP)

Start Processing Now

Step 3 : Before Processing

**프로젝트 생성을 마치면 Map View 로 확인 가능 (Georeferencing 되어 있는 경우)

** 여기에서 Processing Area 를 선택할 수 있음 (링크)

GCP 입력

Method A : Georeferencing 되어 있는 사진, 아는 좌표계로 등록

  • 현장에서 좌표 수집.
  • GCP/MTP Manager를 사용하여 Add/Import GCP 
  • 메뉴에서 View -> Processing 
  • 아래에서 1만 선택. (1: 3D Map, 2. Point Cloud/Mesh, 3. DSM/정사사진

  • Start를 누름
  • Initial Processing이 완료된 후에는 rayCloud를 사용하여 GCP 를 등록 (링크. 아래는 해설)
    • View->rayCloud를 눌러 시작함
    • 왼쪽에서 Layer-Tie Points-GCP/MTP 누르면 GCP가 나열됨
    • GCP를 클릭함. 우측에 GCP 의 상세설명과 촬영된 모든 영상이 표시됨. 추정위치가 파란색 점과 동그라미로 표시됨.
    • 마우스 스크롤 등을 사용해 정확한 위치로 찾아감
    • 적어도 2개의 영상에서 GCP 를 정확히 클릭할 것(2개 이상을 해야 3차원 위치가 나옴) 노란색 십자선과 동그라미가 나옴. 동그라미 크기는 Zoom 레벨. 많이 확대한 후 클릭한 점일 수록 가중치가 높아짐. 2개를 클릭하면 모든 사진에 초록색 +가 표시됨.  
    • Automatic Marking클릭 -> 나머지는 알아서 자동 표시됨. 색 상관관계를 이용하여 재계산. 잘못된 위치에 초록색 +가 나타났을 경우 정확한 위치로 조정. 
    • 다되면 Apply 
    • 이런 식으로 모든 GCP 에 대해서 반복할 것
    • 완전히 끝나면 Process->Reoptimize
  • Process -> Optimize를 누름
  • 필요시 Process -> Generate Quality Report를 누름

Step 4 : Processing

Initial Processing

  • View-> Processing 을 누르면 아래쪽에 Processing bar 가 나타남

  • 1 체크, 2/3 Off 상태에서 Start를 누름
  • 완료되면 1_initial 폴더가 생성되고, Quality Report 양식이 뜸 (링크 참조)
  • Qaulity Report 에서 확인할 사항
    • Quality Check
      • 모든 체크가 초록색일 것
      • 거의 모든 사진이 한개의 블록으로 교정될 것
      • 카메라 내부표정요소값의 초기값과 보정값 차이가 5% 이내일 것
      • GCP에러가 3 GSD 이내일 것

    • Preview
      • 구멍이 없을 것. 왜곡이 없을 것. GCP 사용할 경우에는 방향이 맞을 것 
    • Initial Image Position - 비행계획과 일치할 것
    • Computed Image/GCP/MTP 위치
      • 오차타원 크기가 비슷할 것. GCP 오류가 작을 것. 
      • GCP와 EXIF정보 사용시, GCP근처의 오차타원크기는 작고, 멀리갈 수록 커짐
    • Absolute Camera Position and Orientation Uncertainty
      • EXIF만 있을 경우, 카메라 위치의 오차가 GPS 오차와 비슷할
      • GCP가 있을 경우, 절대 카메라 위치 오차가 GCP 오차와 비슷할 것
    • 3D Points from 2D keypoints Matches
      • 영상간 충분히 매치포인트가 존재할 것
      • 하나의 블럭을 형성할 것
      • 오차타원 크기가 거의 일정할 것
    • Geolocation details
      • GCP를 사용했을 경우, 모든 GCP가 사용되었는지(빨간색으로 표시되지 않을것) 모든 GCP가 검증되었을 것
    • Processing Options
      • GCP 사용시, GCP의 좌표계가 올바른지
      • 사진좌표(geolocation)가 있는 경우, Image 좌표계가 올바른지

5. After Processing

rayCloud

  • 생성된 모델의 여러가지 요소를 시각화 (카메라 위치, ray, GCP, MTP/ATP, 처리 지역, Clipping Box, Densified Point Cloud, 지형/객체/기타 점들, 3D Textured Mesh, Video Animation 궤도)
  • 생성된 모델의 정확도 검증 및 정확도 향상
  • 다른 프로젝트(혹은 다른 소프트웨어)에서 생성된 Point Cloud/Mesh 시각화
  • GCP 입력, Scale/방향 제한요소 입력
  • OrthoPlane 생성하여 해당면을 기준으로 정사모자이크 생성
  • Point Cloud의 점들을 다른 Point Group으로 배정??
  • 시각적인 면 향상
  • 객체 생성, 거리/표면적 계산
  • 3D Fly-through 비디오 생성 
  • 여러가지 요소들 내보내기(GCP, MTP/ATP, 객체, 비디오)
  • 여러가지 class에 속한 점들을 사용하여 Point Cloud 파일 내보내기

Volumes

  • Draw Volumes
  • 부피 측정
  • 측정값들 내보내기

Mosic Editor

  • DSM 가시화
  • 정사 모자이크 가시화
  • 정사 모자이크 시각적인 면 향상

Index Calculator

  • 각 픽셀이 여러가지 밴드를 통합한 계산이 이루어진 Index Map / Index Grid 생성
  • Reflectance Map과 Index Map의 밴드에 대한 정보
  • Index Map을 Colored Index Map으로 표시
  • Colored Index Map 내보내기
  • Legend 작성하여 Application Map 생성
  • Application Map을 Tractors Console에서 받아들일 수 있는 Shape 파일로 전환

===

원문 : https://support.pix4d.com/hc/en-us/articles/204272989-Offline-Getting-Started-and-Manual-pdf-#gsc.tab=0

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Web2.0과 인터넷지도
저는 구글어스를 보자 엄청난 충격을 받았습니다. 전통적으로 지도는 국가에서 제작하는 게 당연하다고 생각했는데, 웹과 구글이 그 생각을 완전히 깨 버린 겁니다. 지금은 MS까지 전세계의 3차원 지도를 서비스하겠다고 나서고 있는데, 우리는 무엇을 어떻게 해야 할까요?
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