新聞-同步曝光

同步曝光

為什麼相機需要“同步控制”

眾所周知，在飛行過程中，無人機會向斜置攝像頭的五個鏡頭髮出觸發信號。從理論上講，這五個鏡頭應絕對同步曝光，然後同時記錄一個POS信息。但是在實際操作過程中，我們發現無人機發出觸發信號後，五個鏡頭無法同時曝光。為什麼會這樣呢？

飛行後，我們會發現由不同鏡頭收集的照片的總容量通常不同。這是因為使用相同的壓縮算法時，地面紋理特徵的複雜性會影響照片的數據大小，並且會影響相機的曝光同步。

不同的紋理特徵

功能的紋理越複雜，相機需要解析，壓縮和寫入的數據量就越大，完成這些步驟所花費的時間就越多。如果存儲時間到了臨界點，相機將無法及時響應快門信號，並且曝光動作會滯後。

如果兩次曝光之間的間隔時間短於相機完成照片循環所需的時間，則相機將無法正確拍攝照片，因為它無法及時完成曝光。因此，在操作過程中，必須使用相機同步控制技術來統一相機的曝光動作。

同步控制技術研發

前面我們發現，在軟件中安裝了AT後，空中的五個鏡頭的位置誤差有時會非常大，並且攝像機之間的位置差實際上可以達到60〜100cm！

但是，當我們在地面上進行測試時，我們發現攝像機的同步度仍然很高，並且響應非常及時。研發人員非常困惑，為什麼AT解決方案的姿態和位置誤差如此之大？

為了找出原因，在DG4pros的開發之初，我們為DG4pros相機添加了一個反饋計時器，以記錄無人機觸發信號和相機曝光之間的時間差。並在以下四個場景中進行了測試。

場景A：相同的顏色和紋理

場景C：顏色相同，紋理不同

場景D：不同的顏色和紋理

測試結果統計表

結論：

對於色彩豐富的場景，相機進行拜耳計算和寫入所需的時間會增加；而對於多行場景，圖像高頻信息太多，相機壓縮所需的時間也會增加。

可以看出，如果攝像機採樣頻率低，紋理簡單，則攝像機響應及時。但是，當攝像機採樣頻率高且紋理複雜時，攝像機響應時差將大大增加。並且隨著拍照頻率的進一步增加，相機最終會丟失拍攝的照片。

攝像機同步控制原理

針對上述問題，Rainpoo向相機添加了反饋控制系統，以改善五個鏡頭的同步性。

該系統可以測量無人機發送觸發信號與每個鏡頭的曝光時間之間的時間差“ T”。如果五個鏡頭的時間差“ T”在允許範圍內，我們認為五個鏡頭正在同步工作。如果五個鏡頭的某個反饋值大於標準值，則控制單元將確定相機具有較大的時差，並且在下次曝光時，將根據該差對鏡頭進行補償，最後這五個鏡頭將同步曝光，並且時差將始終在標準範圍內。

同步控制在PPK中的應用

在控制攝像機的同步之後，在測繪項目中，可以使用PPK減少控制點的數量。目前，斜攝像機與PPK的連接方式有三種：

1	五種鏡片之一與PPK相關
2	所有五個鏡頭都連接到PPK
3	使用相機同步控制技術將平均值反饋到PPK

這三個選項中的每個都有優點和缺點：

1	優點很簡單，缺點是PPK僅代表一個鏡頭的空間位置。如果五個鏡頭不同步，將導致其他鏡頭的位置誤差相對較大。
2	優點也很簡單，定位準確，缺點是只能針對特定的差分模塊
3	優點是定位準確，通用性強並支持各種類型的差分模塊。缺點是控制較為複雜，成本較高。