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[UAV(ドローン)測量講座]ドローンで建物や銅像を3Dモデル化する方法(飛行・撮影編)

実際に15Mある銅像をドローンで撮影して、その画像から3次元モデル化する方法を解説しています。建物の3D化も同様の方法で行えるため、高層構造物やお城などの文化財の現在の記録として活用が始まっています。

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3Dモデル作成
本記事では、実際に15Mある銅像をドローンで撮影して、その画像から3次元モデル化する方法を解説したいと思います。建物の3D化も同様の方法で行えるため、高層構造物やお城などの文化財の現在の記録として活用が始まっています。

構造物を3次元化する方法

作業の流れとしては、おおまかに以下の2つの工程となります。
1.ドローンを自動航行で飛行させて、70%-90%程オーバーラップさせながら対象を撮影する。
2.撮影した画像から3次元データ処理をする。
Structure from Motion(SfM)といって、撮影した複数の画像から撮影位置を推定して対象物を3次元的に復元する方法です。原理としては、動物が2つ目がある事で距離感を測っているのと同じです。それをドローンにより撮影された数百・数千の画像を使って行います。
今回は、まず1.の3Dモデル作成のためにドローンを飛行させて撮影する方法を紹介します。

飛行に使用する自動航行アプリ

広い面積を3次元化するには、DJI GS Proの計測撮影が向いていますが、建物や銅像をきれいに3次元化するには対象を全方向から撮影する必要があります。
DJIのGS Pro紹介ページにも3DマップPOI機能の紹介がありますが、「近日公開予定」となっており、今のところ出来ません。また、DJI Go AppでもPOIを使えば被写体を中心に円形に回る事は可能ですが、一定のインターバルで自動で撮影する事が出来ません。
そこで今回は、LitchiのOrbit機能を使って撮影していきます。
Litchiは非常に細かい設定が出来る自動航行アプリです。
iPhone, iPad, Android で利用する事が出来ます。また、Mission hubと呼ばれるWEB上の管理画面から飛行ルートの作成を行う事も可能です。有料(¥2,800)ですが、使いこなせば非常にパワフルなアプリです。
Litchiの基本的な使い方についてはまた今度詳しく解説予定です。
Litchiのダウンロードはこちらから: https://flylitchi.com/
ちなみに・・・「Litchi」の発音は「ライチ」派と「リッチー」派がいます。
「ツイッター」派と「トゥイッター」派みたいなものかと思いますので、どちらでもお好きにどうぞ。

Litchiの設定

Litchi Orbitモードの設定

 Litchiを開いたらまずは左上のライチマークをタップしてメニューを表示させ、ORBITを選択します。
これは、DJI Go AppでいうPOI(Point of Interest)と同様の機能で、設定した円上をグルグルと自動で回って飛行させるモードです。
ORBITモードに切り替わったら、円の中心としたい場所をタップします。
すると下の画像のように、中心に青いピンとカメラマーク、その周囲に黄色の円が表示されます。
真ん中の青いピンをタップすると詳細の設定画面が開きます。
被写体に応じて、高度・半径・速度・入場ポイント・機種モード・回転方向・ジンバル・被写体の高さを設定します。
ここで3Dモデル撮影のために大事なポイントは以下の2点です。
・速度:きちんとオーバーラップした画像を撮影するために、1度/s、もしくは2度/s くらいゆっくりとした速度にする事。(今回は2度/Sで設定します。)
・機種モード:常に被写体を中心に見て回転するように、「中央」を選択する事

カメラ設定

次に、飛行中に自動で一定間隔でシャッターを切る設定です。
・まず画面右のカメラボタンの下の「カメラの設定ボタン」をタップして設定を表示させます。
・「写真設定」を選択します。
・「撮影モード」を選択
・「インターバル」を選択
・「2s」を選択
これで、2秒おきに自動でシャッターを切っていく設定が出来ました。

フライト開始!

再度、Orbitの青いピンをタップしてOrbit設定を開き、一番下の「スタート」を押してフライト開始です。

設定に従ってドローンが銅像の周りをくるくる回って自動で撮影を始めます。高度や半径、カメラの角度など何パターンも撮影しておきましょう。

※ ドローンのGPSがマップと完全に一致するわけではないので、設定した中心とずれる事があります。何度か飛ばしてみて微調整をする必要があります。

いかがでしたでしょうか?これで現地での作業は完了です。
次回、持ち帰った画像を3次元化するためのソフトウェアを使って3Dモデルを作成する方法を解説します。

九州ドローンエキスポ in Soo!

撮影にご協力頂きました、鹿児島県曽於市で4月22日・23日に九州ドローンExpo in Sooが開催されます。
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  • 桑水 悠治
  • 2012年から、米AppAnnie社日本担当GMとして、大手IT企業のマーケティング戦略支援。 退職後、鹿児島県霧島市でドローンに魅了され、株式会社FLIGHTS取締役/パイロットとして活動。 DJIインストラクター資格も所有。
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