Pix4DMapper 사용법

드론/쿼드콥터 2017.03.22 14:17 Posted by 푸른하늘 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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제 관심사는 계속 바뀝니다. 이 블로그를 유지하는 동안에도 벌써 여러번 주제가 빠뀐 것 같습니다. 돌고 돌아 이제 고향으로 돌아왔습니다. 공간정보입니다. 세계를 측정하고, 그 기준을 세우고, 데이터를 효율적으로 공유하는 것이 공간정보에서 다루는 내용입니다. 4차산업혁명이 데이터 기반이라고들 합니다. 데이터는 그냥 모아둔다고 정보가 되지 않습니다. 표준에 따른 공통 스키마를 기반으로 만들어져야 합니다. 누구나 언제든지, 쉽고 투명하게 데이터를 가져다 쓸
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