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Le DJI M300 et de sa nouvelle caméra spécialisée en photogrammétrie la P1 !

La demande en photogrammétrie est croissante ces dernières années. Le nombre des prestations exigées de la part des professionnels du bâtiment, des architectes ou encore des collectivités locales explose. De nouvelles applications s'ajoutent quotidiennement et DJI leader du marché s'est fait attendre pour proposer une réponse. Le petit dernier, le Phantom 4 RTK, sorti en octobre 2018 semble bien dépassé a côte de ce géant de près d'un mètre d'envergure. C'est donc seulement deux ans plus tard, en janvier 2021, que DJI nous propose à nouveau du matériel entièrement dédié à la photogrammétrie avec la Zenmuse P1.
 
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Et le moins qu'on puisse dire c'est que le résultat est au rendez-vous ! Les spécificités sont impressionnantes :
 
-Taille du capteur (immobile) : 35,9 x 24 mm (plein format)
-Pixels effectifs : 45 MP (8192 x 5460 en ratio 3:2 soit 44 728 320px)
-Taille des pixels : 4,4 μm
-Intervalle minimum entre les photos ; 0,7s
-Vitesse d'obturation mécanique : 1/2000 pour f < 5.6
-Plage d'ouverture : f/2.8 - f/16
-Gamme iso : 100-25600
 
Vous l'aurez compris, cette caméra est conçue pour obtenir le maximum d'informations lors du relevé photogrammétrique. Le Sony α7R IV avec ses 61MP est selon moi le concurrent direct dans cette catégorie des capteurs Full Frame.
Quels résultats sur le terrain ?
 
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Sans surprise les menus du smart controller vous permettent une gestion efficace des paramètres de la caméra. Si vous achetez ce genre de matériel ne pensez pas être directement opérationnel. En effet, une bonne semaine de vols quotidiens est nécessaire à obtenir les bons réflexes.
Contrairement aux autres drones DJI, ce capteur plein format s'accompagne nécessairement d'une profondeur de champ moins grande. Les réglages sont à faire en vol de préférence. A faible ouverture un effet bokeh est bien visible. Attention ici à ce que votre sujet soit entièrement dans la profondeur de champ. Heureusement, la gestion du bruit est un avantage et jusqu'à 3200iso il n'y aura pas de perte d'informations pour la reconstruction.
En ce qui concerne maintenant le Ground Sampling distance (GSD) ou résolution au sol. Cette dernière est différente en fonction des objectifs :
La résolution au sol GSD est mesurée en centimètres (cm) par pixel ; la distance de la cible H est mesurée en mètres (m).
Objectif 24 mm : GSD = H/55;
Objectif 35 mm : GSD = H/80;
Objectif 50 mm : GSD = H/114
Donc pour l'objectif testé de 35mm et une résolution de 1cm/px on obtient une distance au sujet de 80 mètres. Bien sûr cette résolution moyenne est théorique est bien souvent sur les zones difficiles, une distance de 30 à 45mètres du sujet sera envisagée. A noter que l'objectif de 50mm semble s'adresser davantage à la topographie de larges zones, son zoom le rendant difficile à exploiter dans un environnement de vol contiguë.
 
 
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Du côté du RTK, la correction est obtenue via un serveur NTRIP à partir d'une base station située à 13km. Le smart controller ne nécessite pas forcément de carte sim, ce dernier se connecte sur votre téléphone en mode partage de connexion. Toutes les ambiguïtés sont résolues et le signal est Fix en moins de 2min.
Nous avons procédé au placement de points de contrôle au sol à l'aide d'une station GNSS. Sur l'ensemble des points l'erreur moyenne est de 0.6cm en X,Y et 1cm en Z. Il n'y a pas pour l'instant possibilité de modifier le système de coordonnées des EXIF qui sortiront en WGS 84. Une conversion vers un référentiel local sera donc nécessaire.
En ce qui concerne les photos, en mode manuel, il faudra jouer en permanence sur la vitesse d'exposition pour conserver une luminosité constante. Faire le relevé à ouverture et iso fixe aidera à la reconstruction. Veillez à se garder une marge de manœuvre pour ne pas avoir de flou de bouger.
Conclusion :
Lors de nos tests en conditions réelles un point semble ressortir : la définition du nuage de points dense est bien supérieure à ce que l'on pouvait précédemment observer. Dans notre exemple 3,3mm/px. Cette définition permet certes de générer des modèles d'une précision inégalée mais le travail en post-traitement s'en trouve largement rallongé. Votre configuration hardware devra suivre le rythme (traitement réalisé sur un Ryzen 7 5600x / Nvidia RTX 3090 / 64Go de Ram à 3600Mhz). Et le nuage de points dense devra être compressé après nettoyage pour pouvoir générer un modèle 3D texturisé.

Pour conclure, on peut dire que la Zenmuse P1 s'impose comme une révolution dans le domaine de la photogrammétrie. Couplé avec le M300 RTK le gain de temps sur le terrain est plus que significatif mais va de pair avec un post-traitement lourd et du matériel exigeant.