SHARE PSDK102S V3カメラの検証レポート（測量編）

2023.04.03 update

Matrice300RTKに接続できるPSDK102SV3（以下、5眼カメラ）の実力を確認してみました。5眼カメラは、真俯瞰に加えて、4方向の斜め45°のカメラが付いており、同時に5ショット撮影することが出来ます。真下は25mmレンズ、斜めレンズは35mmレンズとなっており、シャッタースピードのインターバルは、0.5秒となっています。トータル1億2500万画素のカメラです。

この新しい概念のカメラを次の2点に関して検証してみました。

・従来のカメラと同様に測量の精度は出るのか

・構造物のモデリングに有効なのか

今回は、まずは前者の測量精度に関して検証を実施。

PSDK 102SV3 測量の精度

PSDK102SV3を検証するために、Zenmuse P1と比較を実施。また、Pix4DとMetashapeとも比較を行いました。

現場概要

実際の工事中現場の為、荒い点群でお許しください。

精度の結果

2つの検証点のRMS誤差：GCP有り

Pix4D

P1と５眼で多少の違いはありますが、mmレベルの違いなので、ほぼ同等とします。

Metashape

どちらも良い値が出るはずなので省略。

2つの検証点のRMS誤差：GCPフリー（カメラ座標からの推定のみ）

Pix4D

Metashape

双方の点群ソフトウエアにて、５眼カメラの実力が確認できました。特にMetashapeの結果がよく出ています。尚、Metashapeは弊社のジオイドモデルを使用し写真座標は楕円高から標高に変換、また、最適化処理は「追加の補正を調整」をONにしています。このオプションは、GCPフリー時、とても良い仕事をしています。レポートの詳細を下記に貼り付けます。

考察

測量精度に関しては、Zenmuse P1と比較してGCP有りの場合、大きな差は見られませんが、GCP無しの場合、5眼カメラはかなり良好な値となりました。災害現場などでは効果を発揮すると思われます。正直、i-constructionのルールは別として、技術的にはGCPは完全に不要な時代に入ってきたと感じます（1眼ではZ方向は原理的にどうしてもぶれます）。

斜め撮影という観点では、以前、弊社でZenmuse P1のオブリークモードで測量した場合、特にGCP無しでは、Nonオブリークモードに対して精度が出ませんでした（悪化しました）。詳細な解析は行っていないのですが、P1は斜め時、真俯瞰と比較するとGSDが変化してしまうため、点群処理しても精度が出ずらい（最適解を求めづらい）のではないか？と推測しています。対して、5眼カメラは真下への焦点距離が25mm、斜めは35mm程度で、地上に対するGSDが変化しないようになっていると思われます。

また、P1はオブリークモードは機械的に斜め動作が入るため、RTK座標をセンサー中心に合わせこんでいるGNSS受信部に対するオフセット値が本来は動的に変化します。おそらく静的にしか合わせこんでいないと思われるため、これらの影響が出るのかもしれません（DJIに確認した内容ではなく、あくまでも推測ですのでご了承ください）。対して、5眼は固定されており全てのセンサー中心に対してタイミングも含めてRTK座標を合わせこんでいます。

5眼の唯一の弱点は、焦点距離が25mmと少し広角なためGSD=1.0の場合、P1は高度70mに対して、5眼カメラは60mと低くなってしまう事ですが、GSD1.5程度（高度90m）にしてもそれほど精度に差は出ないと思われ、足元に標定点1個おいて置けば、Z方向に対しても十分な精度を出せるのではないかと思われます。また、5眼カメラは死角が出来にくい為、災害現場でも現状の詳細確認に有利になるはずです。

構造物のモデリングの検証は、以下をご確認ください。
SHARE PSDK102S V3カメラの検証レポート２ (kuu-satsu.com)

以上です。