
会上,北京观著信息技术有限公司总经理张俊峰进行了以“超高像素超微传感器”为主题的精彩演讲。以下是演讲实录,未经本人核实。
张俊峰:各位领导,各位来宾,大家上午好!我是来自北京观著信息技术有限公司的张俊峰。下面和大家一起分享一下北京观著在超高像素超微传感器的研发以及应用中的一些体会。这是今天报告的提纲,共分为四个部分。
首先,我们谈一下航摄无人机的瓶颈。接下来介绍一下北京观著超高超微传感器产品,然后共同分析一下无人机超高像素超微传感器在无人机应用的产品,最后做一个展望。
首先,航摄无人机的瓶颈,无人机尤其电动平台包括两个因素,无人机的续航能力和制作无人机的材料是否更轻,目前看来电池技术在短期内难以突破,机架的重量基本上减无可减,这时,我们发现目前无人机航摄系统中普遍采用通用的消费级相机作为传感器,诸如索尼、尼康等这类传感器。这类相机的重量在500克到1000克都是很正常的事情。如果我们可以专门定制相机,保持高像素的同时,让其重量可以大幅度减轻,是否有这样的可能呢?
朝着这个目标,北京观著经过将近两年的技术积累,推出了三款超高像素超微传感器,下面为大家一一解读这三款产品。蜂鸟1S传感器,重量50克,像素高达3600万,1S代表单相机,说明它是一款单相机产品。青蜓5S传感器,5S代表5个相继,它的总像素高达1.8亿,重量却只有500克。同时,推出一款相对像素更高的轻行摄影相机,蜂鸟5S,重量100克,像素高达8000万。大家可能会问,这么轻的传感器成效质量如何,是否可以达到航摄质量的要求呢?我们对这三款做了细致严谨的比较工作。
首先,进行比较的传感器是蜂鸟1S传感器,刚才已提到它是一款重量只有50克,3600万像素的单相机,相片的幅宽7100+这样的量级。与它比较的对象,首先是一款国外公司推出的摄影系统中使用的传感器,佳能 IXUS,重量135克,1600像素,4608×3456。另外是索尼黑卡3,重量290克,2000万像素,5472×3648。我们比较的内容包括三个方面,室内图卡比较,室内照片比较,以及畸变率的比较。
首先介绍一下室内图卡比较使用的工具以及我们用的比较方法。我们采用CIPA,也就是相机影像器材工业协会使用的标准图卡ISO12233的分辨率图卡以及专业的分析软件等作为比较的工具,首先在ISO规定的拍摄条件下分别使用要参加比较的传感器获取标准图卡的相片,然后通过相片上纵向和横向两个方向上的分辨率的相对数,对传感器系统的分辨率做分析比较。最后,我们将相片的数据输入到极限分辨率软件中进行量化分析,从而可以得到比较精确的比较解决。
这是我们采集到蜂鸟1S佳能IXUS,索尼黑卡3横向和纵向的对比图,图上的红线表示可以分辨到的相对数的截止线,我们可以很明显的看到,横向上蜂鸟1S相对数的截止线接近3600,佳能IXUS相对数截止线将近2600,索尼黑卡3的相对数截止线在2800以上。这是纵向的,蜂鸟1S对图像的分辨能力是比较突出的。
我们使用专业的分析软件极限分辨率叛逆软件对获取到的室内相片,刚才那组相片进行分析,多次分析的均值进行统计对比。这个图表是蜂鸟1S传感器、索尼IXUS、佳能黑卡3的对比表,我们可以看到蜂鸟1S传感器可以分辨的相对数均值是3800线,佳能IXUS可以分辨的是2200,索尼黑卡3可以分辨的相对数均值3200。这也是得出一个结果,蜂鸟1S是比较特出的。
这是我们同时采用三款相机在同焦距等距离的环境下拍摄的一无组相片,首先分别将相片放大到原始像素的大小。然后截取其中的一部分做分析对比,做逐像素的对比。明显可以看到蜂鸟1S的像素比索尼黑卡3的高,黑卡3比索尼IXUS也高一些。经过仔细的比对,蜂鸟1S的细节保持能力最强。
在另外一个场景我们使用相同的拍摄方法,采用同焦距,等距离拍摄得到的另外一组对比照片。我们分别对相片做逐像素以及同分辨率的对比,大家可以看到蜂鸟1S传感器的像素比较高,同时对细节的保持能力也是比较强的。大家知道我们的传感器是做航测用途,目的是精确地貌,而非夸张实景,我们对畸变率做了比较,三款都控制在1%以上,不会对航测的精度产生重大的影响。
通过上面三个方面的对比我们可以看到蜂鸟1S传感器的重量轻、像素高,对图像细节的保持能力比较强。
下面我们分析一下另外一款产品的分析,我们要做的比较分析对象是青蜓5S传感器,是总像素1.8亿的倾斜相机,我们用它的单相机做影像的比较,有效像素为3700万,相片质量为7146×5364。与它做比较的同样是这几款相机。青蜓5S相机的分辨度高于其他两款,青蜓5S对图像的分辨能力是比较强的,这是在同焦距、等距离的环境下获得的一组室外对比相片。我们将其放大到原始的尺寸做逐像素的对比,再继续放大到同等的分辨率下对局部的区域做比较。大家可以看到,青蜓5S传感器的像素比较高,图像细节的保持能力也是非常强的。那么,这里我顺便说一下,我们做的性能对比的各组原始照片均可以在我们公司的网站上进行下载,以方便大家做更加细致的分析以及对比。
这是另外一组场景的对比照片,我们对它做同样的对比。大家可以明显的看到青蜓5S传感器在同分辨率的对比图中楼梯的扶手以及下面那个绳子这样的细节保持的都比较好。青蜓5S传感器的畸变率也控制在1%之内,对航测的精度不会造成较大的影响。我们通过上面的对比,大家可以看到青蜓5S传感器在性能方面的比较参数是处于一个领先的水平。那么,做完各项对比我们可以设想一下,如果用5个IXUS做对比,重量有1700克,航摄效率大大降低。如果使用索尼黑卡3做同样的假设,它的总量接近1.5千克。可见青蜓5S的作用还是比较明显的。
下面要做的是蜂鸟5S传感器的分析,由于它的单相机是1600万像素,所以我们选择同样具有1600万像素的相机做比较,比较的内容同样是三个方面。我们从图中可以看到蜂鸟5S传感器在图像分辨率上比较有优势,我们用专业的软件做定量的分析也可以得到相同的结果。这是一组我们在同焦距等距离下拍摄的原始相片以及放大后的对比照片。从这样的对比图中我们可以分析得到蜂鸟5S传感器的像素以及对图像的保持能力都和佳能IXUS保持相当的水平。
同样,我们对蜂鸟5S传感器做了畸变率的分析,也控制在1%之内。的通过以上三个方面的对比,蜂鸟5S传感器在像素大小和图像细节的保持能力上与另外一款传感器保持相当的水平。这时候大家会发现蜂鸟5S传感器其实是具有五相机的倾斜摄影相机,重量达到100克,这样看来蜂鸟5S还是有一点优势的。
刚才已经介绍了三款超高像素超微传感器。这里介绍大白5S传感器,虽然不属于超微超高像素的系列,由于它是一款成功应用于大白无人机的倾斜摄影系统,所以给大家做一个简单的介绍,它解决了高速连拍的问题,单相机2000万像素,我们在这里将它与一款高端的单反索尼A7R2做了对比,像素差异是我们认可的一个事实。我们在这里做的实验是两款相机在相同分辨率下的一个画质的比较。我们这组照片采用同焦距的镜头,在不同的拍摄距离下面得到的一组具有相同分辨率的相片,我们放到原始像素大小,截取一部分有明显特征的图片做了比较。大白5S传感器的画质与索尼A7R2不相上下。这是另外一个场景的照片,同样做了对比,大家可以看到大白5S的画质表现能力可以媲美高端的单反相机。
这可以看到相机有一个比较抢眼的表现,主要得益于我们采用多项的技术。同时我们有正在申请的两项专利,包括微型器械摄影相机系统,以及时间精确测量单元。
刚才向大家介绍了超高像素超微传感器系数的参数,以及对相关的产品做了性能比较。下面我们介绍一下它们在无人机航摄应用中达到的效果。首先蜂鸟1S、蜂鸟5S传感器成功应用于蜂鸟无人机上,载荷的重量比较轻,所以蜂鸟无人机在航摄系统中的整机起飞重量控制在700克,96厘米翼展的情况下可以做固定翼无人机的倾斜摄影,这在国内属于首创。同样,得益于我们超轻的载荷,蜂鸟无人机在挂载荷的情况下达到45分钟的航时。大家可以明显看到无人机的航时可以更长,再加超高像素传感器的超大画幅,可以使整套无人机的作业效率更高,作业能力更强。青蜓5S在挂在情况下也可以达到45分钟的航时,它的获取数据能力比较强。
我们同时也委托国家供电测距仪检测中心在安阳对青蜓5S的数据做了精确的检测,安阳是一个以山地和丘陵为主的地区,最大的落差在320米,这是我们检测的结果。依据国家航测的一些相关标准,该相机系统可以满足1:500航空摄影测量的要求。
我相信今天到会的嘉宾多数是从事航摄工作的,得到手里也一定有许多可以作业的无人机,包括固定翼、多旋翼。那么,将我们的超高像素超微传感器与用户手中的无人机进行集成,可以充分的发挥超高像素超微传感器的超的幅宽的优势,大幅度提高大家的作业效率。
以上谈到了超高像素超微传感器产品在无人机航摄应用中达到的一些效果。这几款产品在提高微型无人机作业方面有巨大的优势和潜力。与此同时,我们也清醒的认识到我们自身发展中的一些不足之处,我们会总结经验,一如既往的朝着航摄超微传感器专家的目标迈进。
下面我们对北京观著的超高像素超微传感器产品做一个展望。我们正在进行100克,1.8亿像素传感器的技术公关,预计今年9月份推出。同时,我们希望更多的航测人能加入到超高像素超微传感器的阵营,让无人机航摄变得更轻、更安全、更容易。随着我刚才向大家介绍了几款北京观著的产品,但是可能今天与会的部分来宾对北京观著信息技术有限公司还不是很熟悉。我们下面将北京观著向大家做一个简单的介绍。其实我们北京观著是成立于2014年,它位于中关村高科技园区,可以说这两年我们一直在埋头做研发工作。到目前为止我们推出了三套超高像素超微传感器产品。同时,也推出了多套具有非常有特色的无人机航摄系统,在下面的报告中会给大家做详细的解读。
我的报告主要就包括这些内容,谢谢大家!

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