ドローン撮影動画から地形図モデルを作成してみた①無料ツール
はじめに
この工程は産業機ドローンでプログラム飛行できる機体と専用アプリがあればまったく必要ない手順です。今回はコンシューマー機ドローンのMavic３を使用して撮影し、無料ソフトを使ってのSfM処理で地形図モデルを作成するための方法を探して試してみました。
対象範囲を上空からプログラム飛行のように手動で蛇行操縦して地面を撮影したところからスタートします。
目的
貯鉱場から砕石を搬送するためのトラック道やベルトコンベヤルートの配置を検討できる精度がでればヨシ！
素材画像の準備
ドローンで撮影した地形の動画から特定の間隔で画像を抽出したい。
用語の整理
連番静止画（Image Sequence）・・・あんまりこの名称を使っている人がいないのでどのくらい一般的な用語なのかわかりませんが、連続静止画をコマ送りにして動画にするよくある手法「タイムラプス」の逆の作業と認識しています。
動画編集ソフトを準備
「ShotCut」を持っていたけど、フレームレートを８未満に設定することができなかったので「Openshot」を使用、バージョンはv3.1.1
目的はドローン撮影の画像を数秒ごとに切り出すため。
静止画の切り出し
「Openshot」の作業手順
OpenShot を開き、ビデオプロジェクトを開きます。
動画ファイルをインポートしてトラックに配置しビデオクリップを選択します。
タイムラインでクリップの開始点に再生ヘッドを移動します。（不要かも）
ツールバーの右端の赤丸[動画小書き出し]ボタンを押す
フォルダーパスの決定、詳細タブの高度なオプションのエクスポート先で「連番画像」を選択
プロファイルの「フレームレート」左側を1，右を2と入力（２秒に１枚の意）
動画を書き出しボタンを押して完了
SfM処理
「３DF Zephyr Free」 を使用（無料版で50枚まで処理できます）
参考にしたサイト https://canvas-cluster.com/3df-zephyr-how-to/
「３DF Zephyr Free」の作業手順
対象の画像をメインのフィールドにドラッグ＆ドロップ（上限50枚）
次へ・次へ・（カメラ校正）何もせずに次へ・（カメラ方向）カテゴリー：航空写真、プリセット：デフォルトにして次へ、（高密度点群作成・サーフェスモデル化）も同じ
（テクスチャリング）カテゴリー：垂直構造を試す、次へ・モデル化開始_実行 → しばらく待つ
モデル化に成功！「YES」を確認して次へ
考察
実際にはこの20倍くらいの範囲を撮影していますが、無料ソフトの制約でこれの画像の範囲が1回で処理できる最大です。画像のラップ率が大きいほど精度が上がるので、地形モデルの端のほうは精度が落ちます。
今のところ欲しい精度は確保できました。しかし切り出す画像の解像度でかなり精度が変わります。上の画像はメッシュ化した後に写真をテクスチャにして貼り付けているのできれいに見えますが、メッシュだけ見ると垂直面や草木が生えているところは荒くなります。
おそらくラップ率でも変わってくると思うので、1秒ごとに切り出した静止画だとどのくらい精度が上がるのかも確かめてみたいです。（今回は2秒）
また有料のSfM処理サービスもどのくらいの精度になるか試してみます。
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