شبیه سازی و تحلیل اثرات پوشش‌های طولی و عرضی تصویر بر کیفیت بازسازی سه-بعدی در فتوگرامتری پهپاد و تعیین مقدار بهینه پوشش های فوق

انتخاب پوشش طولی و عرضی موثر و بهینه با توجه به کیفیت، سرعت، هزینه و هدف هر عملیات فتوگرامتری پهپاد، به‌عنوان یک پارامتر مهم تلقی می شود. تا به امروز تحقیقات متعددی به‌صورت عملیات اجرایی سعی و خطا برای این منظور انجام پذیرفته است اما این‌روش ها به دلیل هزینه بالا وزمانبر بودن، هنوز نتوانسته اند رفتارسنجی کاملی از تاثیر پارامترهای پوشش طولی و عرضی در کیفیت بازسازی سه‌بعدی را به دست دهند. در این مقاله با توجه به محدودیت‌های زمان و هزینه، یک روش شبیه سازی برای بررسی جامع رفتارسنجی تاثیر پوشش طولی و عرضی تصاویر در کیفیت بازسازی سه‌بعدی در فتوگرامتری پهپاد مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور، با توجه به پیچیدگی موضوع و برای ساده سازی آن، مساله بازسازی سه‌بعدی یک نقطه فرضی از مشاهدات تصویری با پوشش‌های مختلف توسط شبیه سازی تحلیلی مونت کارلو مورد تحلیل قرار گرفته است. نتایج حاصل از آزمون‌های انجام شده در پنج حالت ایده آل، عالی، خوب، متوسط و بد، نشان می دهد تغییر پوشش‌های طولی و عرضی میتواند خطای مسطحاتی را تا 10 برابر و خطای کامل بازسازی سه بعدی را تا 5 برابر بهبود دهد. همچنین می‌توان چنین نتیجه گرفت که برای دستیابی به کیفیت بالاتر بازسازی سه‌بعدی، وقتی مجموع پوشش طولی و عرضی بیشتر از 120% باشد، بهتر است اختلاف پوشش‌ها افزایش یابد و وقتی کمتر از 120% است، بهتر است اختلاف پوشش‌ها کاهش یابد. به علاوه اگر لازم است یکی از پوشش‌ها زیر 50 درصد انتخاب شود پوشش دیگر بین 85 تا 95 درصد در نظر گرفته شود یا هر دو پوشش بالای 50 درصد انتخاب شوند تا کیفیت بازسازی سه‌بعدی از دست نرود. در این تحقیق برای اولین بار فرایند جدیدی در چهار گام بر مبنای الگوریتم جبهه پرتو به منظور شناسایی و انتخاب پوششهای تصویری بهینه معرفی گردید.

Target detection The Simulation Analysis of the Effect of Imaging Side‌lap/Overlap on the Quality of 3D Reconstruction in UAV Photogrammetry and Determination of their Optimal Values

The selection of effective and optimal sidelap/overlap of images according to the quality, speed, cost and purpose of each UAV photogrammetric project is considered as an important parameter. Since two decades ago, several researches have been carried out based on a trial and error strategy for this purpose, in which different drones and cameras have been utilized for imaging with different sidelaps/overlaps and analyzing the results obtained from them. Due to their high cost and timeconsuming these operational methods, have not yet been able to provide a perfect behavioral assessment of the impact of imaging sidelap/overlap parameters on the quality of threedimensional reconstruction. These studies merely provide an overview of the sidelap/overlap of images between 60 and 80% empirically. In this paper, a simulation method is used to comprehensively evaluate the effect of the imaging sidelap/overlap parameters on the quality of threedimensional reconstruction in UAV photogrammetry. For this purpose, due to the complexity of the subject and to simplify it, the problem of threedimensional reconstruction of a hypothetical object point has been analyzed by Monte Carlo analytical simulation using vertical aerial images with different sidelaps/overlaps. The results of the performed experiments in five modes of ideal, excellent, good, medium and bad respectively , show that changing the sidelap/overlap of images can improve the 3D reconstruction error for RMSExy up to 10 times and for RMSExyz up to 5 times. It can also be said that to achieve a higher quality of threedimensional reconstruction, when the total sidelap/overlap of images is more than 120%, it is better to increase the coverage difference, and when it is less than 120%, it is better to reduce it. In addition, if you want to choose one of sidelap or overlap below 50%, leave the another one between 85% and 95%, or select both above 50% to keep the quality of the 3D reconstruction. In this research, for the first time, a new four step process on the basis of the Pareto front algorithm was introduced in order to identify and select the optimal imaging sidelap/overlap.