1.kromatikus aberráció
1.1 Mi a kromatikus aberráció
A kromatikus aberrációt az anyag transzmissziós képességének különbsége okozza. A természetes fény a látható fénytartományból áll, amelynek hullámhossza 390-770 nm, a többi pedig az a spektrum, amelyet az emberi szem nem lát. Mivel az anyagok különböző törésmutatókkal rendelkeznek a színes fény különböző hullámhosszaihoz, minden színes fénynek más a képalkotási helyzete és nagyítása, ami a pozíció kromatizmusát eredményezi.
1.2 Hogyan befolyásolja a kromatikus aberráció a képminőséget
(1) A különböző színű fények különböző hullámhosszai és törésmutatója miatt a tárgypontot nem lehet megfelelően EGY tökéletes képponttá fókuszálni, így a fénykép elmosódott lesz.
(2) Ezenkívül a különböző színek eltérő nagyítása miatt a képpontok szélén „szivárványvonalak” lesznek.
1.3 Hogyan hat a kromatikus aberráció a 3D modellre
Ha a képpontoknak „szivárványvonalaik” vannak, az befolyásolja a 3D modellező szoftvert, hogy ugyanazt a pontot illessze. Ugyanazon objektumnál három szín illesztése hibát okozhat a „szivárványvonalak” miatt. Ha ez a hiba elég nagyra halmozódik fel, „rétegződést” okoz.
1.4 A kromatikus aberráció kiküszöbölése
A különböző törésmutatók és az üvegkombináció eltérő diszperziója kiküszöbölheti a kromatikus aberrációt. Például használjon alacsony törésmutatójú és alacsony szórású üveget domború lencsékként, és magas törésmutatójú és nagy diszperziós üveget homorú lencsékként.
Az ilyen kombinált lencséknek a középső hullámhosszon rövidebb, a hosszú és rövidhullámú sugarakon pedig nagyobb a gyújtótávolsága. A lencse szférikus görbületének beállításával a kék és a piros fény gyújtótávolsága pontosan azonos lehet, ami alapvetően kiküszöböli a kromatikus aberrációt.
Másodlagos spektrum
De a kromatikus aberrációt nem lehet teljesen kiküszöbölni. A kombinált lencse használata után a fennmaradó kromatikus aberrációt "másodlagos spektrumnak" nevezik. Minél hosszabb az objektív gyújtótávolsága, annál több marad a kromatikus aberráció. Ezért a nagy pontosságú méréseket igénylő légi felméréseknél a másodlagos spektrumot nem lehet figyelmen kívül hagyni.
Elméletileg, ha a fénysáv kék-zöld és zöld-piros intervallumokra osztható, és erre a két intervallumra akromatikus technikákat alkalmazunk, akkor a másodlagos spektrum alapvetően kiküszöbölhető. Számítással azonban bebizonyosodott, hogy ha akromatikus zöld és vörös fény esetén, akkor a kék fény kromatikus aberrációja nagy lesz; ha akromatikus kék és zöld fény esetén, akkor a vörös fény kromatikus aberrációja nagy lesz. Úgy tűnik, ez egy nehéz probléma, és nincs válasz, a makacs másodlagos spektrumot nem lehet teljesen kiküszöbölni.
Apokromatikus（APO）tech
Szerencsére az elméleti számítások utat találtak az APO-hoz, vagyis olyan speciális optikai lencseanyagot találni, amelynek a kék fény és a vörös fény közötti relatív szóródása nagyon kicsi, a kék fényé pedig nagyon magas.
A fluorit egy ilyen speciális anyag, nagyon alacsony a diszperziója, és a relatív diszperzió egy része közel van sok optikai üveghez. A fluorit törésmutatója viszonylag alacsony, vízben gyengén oldódik, feldolgozhatósága és kémiai stabilitása gyenge, de kiváló akromatikus tulajdonságai miatt értékes optikai anyaggá válik.
A természetben nagyon kevés a tiszta ömlesztett fluorit, amely optikai anyagokhoz használható, magas árával és feldolgozási nehézségükkel párosulva, a fluorit lencsék a csúcsminőségű lencsék szinonimájává váltak. A különböző lencsegyártók erőfeszítéseket nem kíméltek, hogy megtalálják a fluorit helyettesítőit. Ezek közé tartozik a fluorkorona üveg, és az AD üveg, az ED üveg és az UD üveg is ilyen helyettesítő.
A Rainpoo ferde kamerák rendkívül alacsony szórású ED-üveget használnak a kamera lencséjeként, hogy az aberrációt és a torzítást nagyon kicsik legyenek. Nemcsak a rétegződés valószínűségét csökkenti, hanem a 3D-s modellhatás is nagymértékben javult, ami jelentősen javítja az épület sarkainak és homlokzatának hatását.
2. Torzítás
2.1 Mi a torzítás?
A lencsetorzítás valójában a perspektíva torzításának, vagyis a perspektíva okozta torzításnak az általános fogalma. Ez a fajta torzítás nagyon rossz hatással lesz a fotogrammetria pontosságára. Hiszen a fotogrammetria célja a reprodukálás, nem pedig a túlzás, ezért elvárás, hogy a fényképek a lehető legjobban tükrözzék a talaj jellemzőinek valós méretarányait.
De mivel ez a lencse velejárója (konvex lencse a fényt konvergálja, a homorú lencse pedig diverzi a fényt), az optikai tervezésben kifejezett összefüggés a következő: a torzítás megszüntetésének tangens feltétele és a membrán kómáját megszüntető szinusz feltétele nem teljesíthető ugyanakkor, tehát torzítás és optikai kromatikus aberráció Ugyanazt nem lehet teljesen kiküszöbölni, csak javítani.
A fenti ábrán arányos kapcsolat van a kép magassága és a tárgy magassága között, a kettő aránya pedig a nagyítás.
Egy ideális képalkotó rendszerben a tárgysík és a lencse közötti távolság rögzített, a nagyítás pedig egy bizonyos érték, így a kép és a tárgy között csak arányos kapcsolat van, torzítás egyáltalán nincs.
Azonban a tényleges képalkotó rendszerben, mivel a fősugár szférikus aberrációja a térszög növekedésével változik, a nagyítás már nem állandó egy pár konjugált tárgy képsíkján, vagyis a nagyítás a kép közepe és a szélének nagyítása nem konzisztens, a kép elveszti hasonlóságát a tárgyhoz. Ezt a képet torzító hibát torzításnak nevezzük.
2.2 Hogyan befolyásolja a torzítás a pontosságot?
Először is, az AT (Aerial Triangulation) hibája hatással lesz a sűrű pontfelhő hibájára, így a 3D modell relatív hibájára. Ezért a négyzetes középérték (RMS of Reprojection Error) az egyik fontos mutató, amely objektíven tükrözi a végső modellezési pontosságot. Az RMS érték ellenőrzésével a 3D modell pontossága egyszerűen megítélhető. Minél kisebb az RMS érték, annál nagyobb a modell pontossága.
2.3 Melyek azok a tényezők, amelyek befolyásolják a lencse torzítását?
gyújtótávolság
Általában minél hosszabb a fixfókuszú objektív gyújtótávolsága, annál kisebb a torzítás; minél rövidebb a gyújtótávolság, annál nagyobb a torzítás. Bár az ultra-nagy gyújtótávolságú objektív (telelencse) torzítása már nagyon kicsi, valójában a repülési magasság és egyéb paraméterek figyelembevétele érdekében a légi-mérőkamera lencséjének gyújtótávolsága nem határozható meg. ez hosszú.Például a következő képen egy Sony 400 mm-es teleobjektív látható. Látható, hogy az objektív torzítása nagyon kicsi, szinte 0,5%-on belül szabályozható. De a probléma az, hogy ha ezzel az objektívvel 1 cm-es felbontásban gyűjtünk fényképeket, és a repülési magasság már 820 m. A drón repülése ilyen magasságban teljesen irreális.
Lencse feldolgozás
A lencsefeldolgozás az objektívgyártási folyamat legbonyolultabb és legpontosabb lépése, amely legalább 8 folyamatot foglal magában. Az előfolyamat nitrátanyag-hordóhajtogatás-homok-függő-köszörülés, az utófolyamat pedig magbevonás-tapadás-tinta bevonat. A feldolgozási pontosság és a feldolgozási környezet közvetlenül meghatározza az optikai lencsék végső pontosságát.
Az alacsony feldolgozási pontosság végzetes hatással van a képtorzításra, ami közvetlenül az objektív egyenetlen torzulásához vezet, amelyet nem lehet paraméterezni vagy korrigálni, ami súlyosan befolyásolja a 3D modell pontosságát.
Objektív beszerelés
Az 1. ábra a lencse dőlését mutatja a lencse beszerelési folyamata során;
A 2. ábra azt mutatja, hogy a lencse nem koncentrikus a lencse beszerelési folyamata során;
A 3. ábra a helyes telepítést mutatja.
A fenti három esetben az első két esetben a telepítési módok mindegyike "rossz" összeszerelés, ami tönkreteszi a javított szerkezetet, ami különféle problémákat, például elmosódott, egyenetlen képernyőt és szóródást eredményez. Ezért a feldolgozás és az összeszerelés során továbbra is szigorú precíziós ellenőrzésre van szükség.
Az objektív összeszerelési folyamata
Az objektív összeszerelési folyamata a teljes lencsemodul és a képérzékelő folyamatára vonatkozik. Az olyan paraméterek, mint az orientációs elem főpontjának helyzete és a kamera kalibrálási paramétereiben lévő érintőleges torzítás az összeszerelési hiba okozta problémákat írják le.
Általánosságban elmondható, hogy az összeszerelési hibák kis tartománya tolerálható (természetesen minél nagyobb az összeszerelési pontosság, annál jobb). Amíg a kalibrációs paraméterek pontosak, pontosabban kiszámolható a képtorzítás, majd a képtorzulás eltávolítható. A rezgések az objektív enyhe elmozdulását is okozhatják, és az objektív torzítási paraméterei megváltozhatnak. Ez az oka annak, hogy a hagyományos légi vizsgáló kamerát egy idő után rögzíteni és újra kell kalibrálni.
2.3 Rainpoo ferde kamera lencséje
Kettős Gauβ szerkezet
A ferde fényképezés számos követelményt támaszt az objektívvel szemben, legyen kis méret, könnyű súly, alacsony képtorzítás és kromatikus aberráció, magas színvisszaadás és nagy felbontás. A lencseszerkezet tervezésekor a Rainpoo lencséje kettős Gauβ szerkezetet használ, amint az az ábrán látható:
A szerkezet fel van osztva az objektív elejére, a membránra és a lencse hátuljára. Az első és a hátsó rész „szimmetrikusnak” tűnhet a membránhoz képest. Egy ilyen szerkezet lehetővé teszi, hogy az elöl és hátul keletkező kromatikus aberrációk egy része kioltsa egymást, így nagy előnye van a kalibrálásban és a lencseméret-szabályozásban a késői szakaszban.
Aszférikus tükör
Öt objektívvel integrált ferde fényképezőgép esetén, ha minden objektív súlya megduplázódik, a fényképezőgép súlya ötször lesz; ha minden objektív megduplázódik, akkor a ferde kamera mérete legalább a duplájára nő. Ezért a tervezés során aszférikus lencséket kell használni annak érdekében, hogy magas szintű képminőséget érjünk el, miközben az aberráció és a hangerő a lehető legkisebb legyen.
Az aszférikus lencsék a gömbfelületen átszórt fényt visszafókuszálhatják a fókuszba, nemcsak nagyobb felbontást érhetnek el, magas színvisszaadási fokot érhetnek el, hanem kis számú lencsével is elvégezhetik az aberráció korrekcióját, csökkenthetik a készítendő lencsék számát. a kamera könnyebb és kisebb.
Torzítás korrekció tech
Az összeszerelési folyamat hibája az objektív tangenciális torzításának növekedéséhez vezet. Ennek az összeállítási hibának a csökkentése a torzítás korrekciós folyamata. A következő ábra egy lencse tangenciális torzításának sematikus diagramját mutatja. Általánosságban elmondható, hogy a torzítási elmozdulás szimmetrikus a bal alsó - jobb felső sarokhoz képest, ami azt jelzi, hogy az objektívnek az irányra merőleges elfordulási szöge van, amit összeszerelési hibák okoznak.
Ezért a nagy képalkotási pontosság és minőség biztosítása érdekében a Rainpoo szigorú ellenőrzéseket végzett a tervezés, feldolgozás és összeszerelés tekintetében:
A tervezés korai szakaszában, a lencse összeszerelés koaxialitása érdekében, amennyire lehetséges, biztosítsa, hogy az összes lencsebeépítési síkot egyetlen befogással dolgozzák fel;
②Importált ötvözet esztergaszerszámok használata nagy pontosságú esztergagépeken annak biztosítására, hogy a megmunkálási pontosság elérje az IT6 szintet, különösen annak biztosítása érdekében, hogy a koaxiális tűrés 0,01 mm legyen;
③Minden objektív nagy pontosságú volfrámacél dugós mérőkészlettel van felszerelve a belső kör alakú felületen (mindegyik méret legalább 3 különböző tűrésszabványt tartalmaz), minden alkatrész szigorúan ellenőrzött, és az olyan helyzettűréseket, mint a párhuzamosság és a merőlegesség észleli egy háromkoordinátás mérőműszer;
④Minden objektív gyártása után ellenőrizni kell, beleértve a vetítési felbontást és a diagram teszteket, valamint különféle mutatókat, például az objektív felbontását és színvisszaadását.
Rainpoo lencséinek RMS-e tec
+8619808149372