Skydio 2/2+とSkydio X2のカメラとメタデータの概要
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写真を撮影するたびに、メタデータと呼ばれる情報がキャプチャされます。このデータは、3D再構成を作成するときに非常に役立ちます。
メタデータは、次の2種類のファイルに格納されます。
- EXIF (Exchangeable Image File) : 特定の画像をキャプチャするときに使用される特定のカメラ設定に関する情報が含まれています。この情報には、GPS位置、カメラのメーカーとモデル、日付と時刻、シャッタースピード、焦点距離などの詳細が含まれます。
- XMP (Extensible Metadata Platform) : Adobeの拡張メタデータプラットフォームのデータ標準
メタデータファイルに含まれる情報は、カメラの組み込み関数とカメラの外部関数で構成されます。
- カメラの組み込み関数とは、カメラの焦点距離と光学中心を指します
- カメラの外部とは、カメラの物理的な位置とカメラが指す方向を指します。
外部パラメータを使用して、組み込みパラメータで画像平面にマッピングされるカメラ座標を作成できます。
[accordion heading="Skydioカメラ情報"]
フォトカメラ組み込み関数
以下は、カメラの組み込みに関連するEXIF/XMPデータの値の例です。値は、対象のタイプのドローンに非常に近いはずの「プロトタイプ」キャリブレーションからのものです。特定のドローンの画像ファイルには、さらに正確な工場較正された値が含まれます。
Skydio 2/2+およびX2 Color
|
キャリブレーションされた焦点距離 X |
2376.5625 |
| キャリブレーションされた焦点距離 Y | 2376.5625 |
|
キャリブレーションされた光学中心 X |
2027.5000 |
| キャリブレーションされた光学中心 Y | 1519.5000 |
| デワープデータ | 0.13000, -0.24000, 0.10400 |
| 画像の幅 | 4056 |
| 画像の高さ | 3040 |
| 焦点距離 | 3.7 mm |
| 35mmフォーマットの焦点距離 | 21 mm |
| 焦点距離 | 3.7 mm (35 mm判換算 : 21.0 mm) |
| 過焦点距離 | 0.92 m |
| 水平視野 | 80° |
| 垂直視野 | 64° |
| 斜め視野 | 94° |
| 解像度 | 4056 x 3040 (12.3 MP) |
X2 Color/Thermal
|
キャリブレーションされた焦点距離 X |
4848.1875 |
|
キャリブレーションされた焦点距離 Y |
4832.3438 |
|
キャリブレーションされた光学中心 X |
2027.5000 |
|
キャリブレーションされた光学中心 Y |
1519.5000 |
|
デワープデータ |
0.00000, 0.00000, 0.00000 |
| 画像の幅 |
4056 |
| 画像の高さ |
3040 |
| 焦点距離 |
7.5 mm |
| 35mmフォーマットの焦点距離 |
41 mm |
| 焦点距離 |
7.5 mm (35 mm判換算 : 41.0 m) |
| 過焦点距離 |
3.73 m |
| 温度センサーサイズ |
3.84mm x 3.072mm |
| 水平視野 |
45° |
| 垂直視野 |
35° |
| 斜め視野 |
55° |
| 解像度 |
4056 x 3040 (12.3 MP) |
ポイントからのピクセルの計算
使用するモデルは、分母係数と接線係数を省略した標準のOpenCVモデルを簡略化したものです。これは1998年のA Flexible New Technique for Camera Calibrationのモデルに似ています。
以下は、PythonでのSkydio 2キャリブレーション例からポイントの投影を計算する方法の例です。
[/accordion]
[accordion heading="EXIF/XMPタグの説明"]
EXIFまたはXMPデータにアクセスするには、https://exif.tools/などのメタデータリーダーツールを使用します。
座標規則
| GPS |
緯度と経度はWGS84座標です。 高度はジオイド（または海抜）です。10度x10度のグリッドからの補間によって計算されたEGM96の高さ/高度（平均海抜の高さにほぼ相当）。 |
| FLU | 左上前方の座標 |
| NED | 任意のGPS線形化ポイントを基準としたNED局地デカルト座標。ヨーの北は0、ヨーの東は90度。 |
参照フレーム
|
ビジュアルフレーム |
当社の視覚システムから、ドローンがオンになった場所への相対 |
|
ワールドフレーム |
GPSベースの参照フレーム、ドローンがオンになっている場所付近の任意のポイントを中心に線形化 |
|
ハイブリッドフレーム |
当社の視覚システムからワールドフレームに変換 |
|
標準EXIF GPSフィールド |
GPSVersionID GPSProcessingMethod GPSLatitude GPSLongitude GPSAltitude GPSAltitudeRef GPSTimeStamp GPSSatellites GPSHPositioningError GPSImgDirection GPSImgDirectionRef GPSSpeed GPSSpeedRef GPSTrack GPSTrackRef |
スキルと3D Scanで撮影した画像
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VehicleID |
一意の機体ID |
|
機体名 |
ドローン名
|
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ReleaseKey |
ソフトウェアリリースキー |
| フライトID |
一意のフライトID |
| LogHandle |
ログ名 |
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TakeoffUtime |
ドローン起動からの時間 [マイクロ秒] |
| CaptureUtime |
写真撮影時間 [マイクロ秒] |
| Latitude |
ドローンの緯度 [度] |
| Longitude |
ドローンの経度 [度] |
| AbsoluteAltitude |
海抜絶対高度 [メートル] |
| VehiclePositionNED |
ハイブリッドフレーム内のドローンの位置 (北東下) [メートル] |
| VehicleSpeedNED |
ハイブリッドフレーム内のドローンの速度 (北東下) [メートル/秒] |
| VehicleOrientationNED |
ハイブリッドフレーム内のドローンの向き (ロール、ピッチ、ヨー) [度] |
| VehicleOrientationQuatNED |
ハイブリッドフレーム内のドローンの向き [四元数] |
| CameraPositionNED |
ハイブリッドフレーム内のジンバルの位置 (北東下) [メートル] |
| CameraOrientationNED |
ハイブリッドフレーム内のジンバルの向き (ロール、ピッチ、ヨー) [度] |
| CameraOrientationQuatNED |
ハイブリッドフレーム内のジンバルの向き [四元数] |
| VehiclePositionFLU |
ビジュアルフレーム内のドローンの位置 (前方左上) [メートル] |
| VehicleSpeedFLU |
ビジュアル フレーム内のドローンの速度 (前方左上) [メートル/秒] |
| VehicleOrientationFLU |
ビジュアルフレーム内のドローンの向き (ロール、ピッチ、ヨー) [度] |
| VehicleOrientationQuatFLU |
ビジュアルフレーム内のドローンの向き [四元数] |
| CameraPositionFLU |
ビジュアルフレーム内のジンバルの位置 (前方左上) [メートル] |
| CameraOrientationFLU |
ビジュアルフレーム内のジンバルの向き (ロール、ピッチ、ヨー) [度] |
| CameraOrientationQuatFLU |
ビジュアルフレーム内のジンバルの向き [四元数] |
| CalibratedFocalLength |
ユーザーカメラレンズの焦点距離 [ピクセル] |
| CalibratedOpticalCenter |
ユーザーカメラレンズの光学中心 [ピクセル] |
| DewarpData |
使用するカメラモデルに固有の歪み係数のベクトル これらに対応する歪み多項式を提供できます |
3D Scanで撮影した画像
| ScanSkillStateId |
このスキャンのUUID |
| ポリゴンプリズムは、スキャンされるボリュームを定義する境界プリズムです。これは、2D緯度/経度ポイントのリスト、最小高度と最大高度によって定義されます。 | |
| PolygonPrismLatitudes |
ポリゴン頂点緯度のコンマ区切りリスト 例： "34.711897674098346,34.711934502374667, 34.711825992904018" |
| PolygonPrismLongitudes |
ポリゴン頂点経度のコンマ区切りリスト 例： "-86.654600276271509,-86.654718602075093, -86.654606026734086" |
| PolygonPrismMinAltitude |
ポリゴンプリズムの最小高度 |
| PolygonPrismMaxAltitude |
ポリゴンプリズムの最大高度 |
|
ポーズのENUユークリッドフレームとして使用される線形化ポイントのGPS位置 :
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|
線形化されたGPSフレーム内のジンバルの位置と向き (RDF)。これらのポーズは、3Dスキャンによって決定された最も正確な写真ポーズです。
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[/accordion]
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追加情報については、関連記事を参照してください：
カメラキャリブレーションとは何ですか？by MathWorks
Skydio, Inc. A0088
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