Obturador rodante en el mapeo con dron: qué hace y cómo tratarlo
Muchas cámaras de dron, sobre todo en drones pequeños de consumo, no exponen toda la imagen a la vez. Leen el sensor fila a fila y, si el dron sigue moviéndose mientras tanto, cada fila se toma desde una posición ligeramente distinta. En una fotografía es invisible; en fotogrametría, que supone una sola posición de cámara por foto, es un error pequeño y sistemático que se puede evitar volando o modelar.
Obturador global y obturador rodante
Con un obturador global, o un obturador mecánico central, todo el sensor se expone en el mismo instante, así que la foto tiene una sola posición de cámara. Con un obturador rodante electrónico, las filas se exponen y se leen una tras otra, de arriba abajo del sensor. El tiempo entre la primera fila y la última es el tiempo de lectura, y en cámaras pequeñas suele ser de unas decenas de milisegundos.
Parece poco, pero un dron de mapeo no se detiene. Por ejemplo, un dron que vuela a 10 m/s con un tiempo de lectura de 30 ms se desplaza 30 cm entre la primera y la última fila de la misma foto.
| Obturador global o mecánico | Obturador rodante electrónico | |
|---|---|---|
| Cómo se expone la imagen | Todas las filas en el mismo instante | Fila a fila durante el tiempo de lectura |
| Posiciones de cámara por foto | Una | Una por fila, si el dron se mueve |
| Efecto de un dron en movimiento | Ninguno debido al obturador | Una deformación pequeña y sistemática de la imagen |
| Dónde es habitual | Cámaras de topografía | Muchas cámaras pequeñas de consumo |
Qué le hace a un proyecto de mapeo
La fotogrametría resuelve una posición y una orientación por foto. Una foto con obturador rodante no encaja del todo en ese modelo: la imagen queda ligeramente estirada o cizallada en la dirección de vuelo. El ajuste absorbe el desajuste como puede, lo que se ve como un error de reproyección mayor y puede dejar pequeños errores sistemáticos de posición y de altura. Un gimbal que oscila o las vibraciones añaden una deformación que ningún modelo sencillo elimina.
Tratarlo en el aire
Vuele más despacio: la deformación crece con la velocidad sobre el terreno. Si la aplicación de vuelo lo permite, deténgase en cada posición de foto y dispare en estacionario, lo que elimina el movimiento a costa de tiempo de vuelo. Vuele algo más alto si la distancia de muestreo en el terreno lo permite, porque el mismo movimiento ocupa entonces una parte menor de la imagen. Y si la precisión es el objetivo del trabajo, una cámara con obturador mecánico o global elimina el problema en su origen.
Tratarlo al procesar
El software de fotogrametría puede modelar el obturador rodante estimando el tiempo de lectura y el movimiento de la cámara durante la exposición, y resolviendo una posición ligeramente distinta para cada fila. Solo ayuda si el movimiento es suave y los datos son lo bastante buenos para determinarlo.
Stream Capture lo ofrece como corrección opcional. En sensores leídos línea a línea, el tiempo de lectura se estima en el ajuste y se aplica solo si mejora el error de alineación al menos un 2 % y queda determinado con confianza. El emparejamiento denso y la ortofoto suponen un obturador global, y la opción no se usa con el ajuste dividido de bloques muy grandes.
Compruebe el resultado
Haga lo que haga, mídalo. Compare el error de alineación con y sin la corrección, y mire el error en los puntos de comprobación independientes, que es donde un error residual de obturador rodante se vería en metros. Un dron pequeño con obturador rodante puede hacer un buen mapa; el informe debe decirle cuán bueno.
Preguntas frecuentes
¿Qué es el obturador rodante en el mapeo con dron?
Una cámara que lee su sensor fila a fila en lugar de todo a la vez. Si el dron se mueve durante esa lectura, cada fila se capta desde una posición ligeramente distinta, lo que deforma un poco la imagen.
¿El obturador rodante afecta a la precisión fotogramétrica?
Puede hacerlo. La fotogrametría supone una posición de cámara por foto, así que el desajuste aumenta el error de alineación y puede dejar pequeños errores sistemáticos de posición y de altura. Modelarlo, o volar de forma que no aparezca, reduce el efecto.
¿Cómo sé si mi dron tiene obturador rodante?
Busque en las especificaciones de la cámara un obturador mecánico o global. Si solo figura un obturador electrónico, el sensor casi con toda seguridad se lee fila a fila.
¿Cómo reduzco el obturador rodante en un vuelo de mapeo?
Vuele más despacio, deténgase y dispare en estacionario en cada foto si la aplicación de vuelo lo permite, vuele más alto si su distancia de muestreo en el terreno lo permite o use una cámara con obturador mecánico o global.
¿Se puede corregir el obturador rodante después del vuelo?
Sí, si el software lo modela: el tiempo de lectura y el movimiento de la cámara se estiman en el ajuste. La corrección supone un movimiento suave; no puede eliminar las vibraciones.
Mapee con un dron pequeño y deje que el ajuste ponga a prueba la corrección del obturador rodante
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