Arrastamento em imagens de drones: entenda esse problema

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O arrastamento se caracteriza por uma perda de nitidez na imagem final, ou seja um borramento, que é provocado pelo movimento da plataforma (sensor) durante o tempo de exposição da câmara.

Figura 1. Compensação do arrastamento. (a) Borramento na imagem causado pelo arrastamento. (b) Imagem sem arrastamento (FONTE: TOMASELLI, 2001)

Os principais fatores que influenciam no arrastamento são velocidade de cruzeiro da plataforma, tempo de exposição e escala do mapeamento que é determinado pela distância focal e altura de voo.

A velocidade de cruzeiro é um voo reto e nivelado na qual a aeronave tem a máxima relação entre sustentação (força que mantem ela no ar – “lift”) e arrasto( força de tração dos motores que tem que vencer – “drag”).  No caso do multi-rotor( o Phantom por exemplo) nós temos uma liberdade maior na determinação da velocidade de cruzeiro, até mesmo porque ele é uma aeronave que pode ficar parada no ar, diferente do Asa Fixa que depende de uma velocidade mínima de cruzeiro para voar.

 

O tempo de exposição é determinado por um dispositivo mecânico rápido e de alta eficiência que abre e fecha, chamado de OBTURADOR. No Asa Fixa Batmap por exemplo é embarcada a SONY A6000 onde o obturador tem como tempo de exposição mínima 1/4000 segundos e máxima de 30s.

Figura 2. Obturador camera LENS

 

Já a altura de voo pelo fato dos Drones voarem em uma altitudes relativamente baixas, os objetos “passam” pela objetiva com uma velocidade maior, o que aumenta a probabilidade de ocorrer arrastamento.

Figura 3. Representação da altura de voo

 

O domínio desses fatores faz com que você tenha o menor arrastamento possível, calculando ele através da fórmula ao lado. Arrastamento é igual velocidade vezes tempo de exposição vezes distancia focal dividido por altura de voo.    

Arrastamento  =  (V.t.f)/H’

Como exemplo temos o estudo desenvolvido pela Nuvem para o BATMAP, onde foi considerada a distância focal da câmera Sony A6000 igual a 16mm e a altura de vôo igual a 200m. Com esses valores foi possível observar através do gráfico que quando aumentamos a velocidade aumentamos o arrastamento, para diminuir este efeito é necessário diminuir o tempo de exposição. Concluímos então que o ideal para o BATMAP que possui uma velocidade de cruzeiro de aproximadamente 40 Km/h é utilizar um tempo de exposição de 1/1250.

Figura 4: Gráfico cálculo de arrastamento Batmap I

É muito importante que sua aeronave esteja devidamente calibrada para apresentar o mínimo de arrastamento possível ou até mesmo nenhum, pois este é um dos piores cenários no mapeamento aéreo, porque nas regiões onde houveram esses borrões, não é possível extrair informações, como medidas ou análises espectrais, ou seja, os principais objetivos do mapeamento aéreo.

Por: Guilherme Seade


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