1.kromatisk aberration
1.1 Hvad er kromatisk aberration
Den kromatiske aberration er forårsaget af forskellen i materialets transmissivitet. Naturligt lys er sammensat af det synlige lysområde med et bølgelængdeområde på 390 til 770 nm, og resten er det spektrum, som det menneskelige øje ikke kan se. Fordi materialerne har forskellige brydningsindekser for forskellige bølgelængder af farvet lys, har hvert farvelys en anden billeddannelsesposition og forstørrelse, hvilket resulterer i kromatisme af position.
1.2 Hvordan påvirker kromatisk aberration billedkvaliteten
(1) På grund af forskellige bølgelængder og brydningsindeks for forskellige lysfarver kan objektpunktet ikke fokuseres godt til ET perfekt billedpunkt, så billedet bliver sløret.
(2) På grund af den forskellige forstørrelse af forskellige farver, vil der også være "regnbuelinjer" ved kanten af billedpunkterne.
1.3 Hvordan påvirker kromatisk aberration 3D-modellen
Når billedpunkterne har "regnbuelinjer", vil det påvirke 3D-modelleringssoftwaren til at matche det samme punkt. For det samme objekt kan matchningen af tre farver forårsage en fejl på grund af "regnbuens linjer". Når denne fejl akkumuleres stort nok, vil det forårsage "stratificering".
1.4 Sådan fjerner du kromatisk aberration
Brugen af forskelligt brydningsindeks og forskellig spredning af glaskombination kan eliminere kromatisk aberration. Brug for eksempel lavt brydningsindeks og lavt spredningsglas som konvekse linser, og højt brydningsindeks og højspredningsglas som konkave linser.
En sådan kombineret linse har en kortere brændvidde ved den midterste bølgelængde og en længere brændvidde ved de lange og korte bølgestråler. Ved at justere linsens sfæriske krumning kan brændvidden af det blå og røde lys være nøjagtigt lige store, hvilket stort set eliminerer den kromatiske aberration.
Sekundært spektrum
Men kromatisk aberration kan ikke helt elimineres. Efter brug af den kombinerede linse kaldes den resterende kromatiske aberration "sekundært spektrum". Jo længere brændvidde objektivet er, jo mere er der tilbageværende kromatisk aberration. Derfor kan det sekundære spektrum ikke ignoreres ved luftundersøgelser, der kræver højpræcise målinger.
I teorien, hvis lysbåndet kan opdeles i blå-grønne og grøn-røde intervaller, og akromatiske teknikker anvendes på disse to intervaller, kan det sekundære spektrum stort set elimineres. Det er dog blevet bevist ved beregning, at hvis akromatisk for grønt lys og rødt lys, bliver den kromatiske aberration af blåt lys stor; hvis akromatisk for blåt lys og grønt lys, bliver den kromatiske aberration af rødt lys stor. Det ser ud til, at dette er et vanskeligt problem og ikke har noget svar, det stædige sekundære spektrum kan ikke helt elimineres.
Apokromatisk（APO）tech
Heldigvis har teoretiske beregninger fundet en måde for APO, som er at finde et specielt optisk linsemateriale, hvis relative spredning af blåt lys til rødt lys er meget lav, og den af blåt lys til grønt lys er meget høj.
Fluorit er et så specielt materiale, dets spredning er meget lav, og en del af den relative spredning er tæt på mange optiske glas. Fluorit har et relativt lavt brydningsindeks, er svagt opløseligt i vand og har dårlig bearbejdningsevne og kemisk stabilitet, men på grund af dets fremragende akromatiske egenskaber bliver det til et værdifuldt optisk materiale.
Der er meget få ren bulk fluorit, der kan bruges til optiske materialer i naturen, kombineret med deres høje pris og vanskeligheder ved at behandle, er fluorit linser blevet synonymt med high-end linser. Forskellige linseproducenter har ikke sparet på at finde erstatninger for fluorit. Fluor-kroneglas er en af dem, og AD-glas, ED-glas og UD-glas er sådanne erstatninger.
Rainpoo skrå kameraer bruger ekstremt lav spredning ED-glas som kameralinsen for at gøre aberration og forvrængning meget lille. Ikke kun reducerer sandsynligheden for lagdeling, men også 3D-modeleffekten er blevet væsentligt forbedret, hvilket markant forbedrer effekten af bygningshjørnerne og facaden.
2、 Forvrængning
2.1 Hvad er forvrængning
Linseforvrængning er faktisk en generel betegnelse for perspektivforvrængning, det vil sige forvrængning forårsaget af perspektiv. Denne form for forvrængning vil have en meget dårlig indflydelse på nøjagtigheden af fotogrammetri. Når alt kommer til alt, er formålet med fotogrammetri at gengive, ikke overdrive, så det er påkrævet, at fotos skal afspejle den sande skalainformation af jordegenskaberne så meget som muligt.
Men fordi dette er linsens iboende egenskab (konveks linse konvergerer lys og konkav linse divergerer lys), er forholdet udtrykt i optisk design: tangentbetingelsen for at eliminere forvrængning og sinusbetingelsen for eliminering af membranens koma kan ikke opfyldes ved samme tid, så forvrængning og optisk kromatisk aberration Det samme kan ikke elimineres fuldstændigt, kun forbedres.
I figuren ovenfor er der et proportionalt forhold mellem billedhøjden og objekthøjden, og forholdet mellem de to er forstørrelsen.
I et ideelt billeddannelsessystem holdes afstanden mellem objektplanet og linsen fast, og forstørrelsen er en vis værdi, så der er kun et proportionalt forhold mellem billedet og objektet, ingen forvrængning overhovedet.
Men i det faktiske billeddannelsessystem, da den sfæriske aberration af hovedstrålen varierer med stigningen af feltvinklen, er forstørrelsen ikke længere en konstant på billedplanet af et par konjugerede objekter, det vil sige forstørrelsen i midten af billedet og forstørrelsen af kanten er inkonsistente, billedet mister sin lighed med objektet. Denne defekt, der deformerer billedet, kaldes forvrængning.
2.2 Hvordan påvirker forvrængning nøjagtigheden
For det første vil fejlen i AT(Aerial Triangulation) påvirke fejlen i den tætte punktsky og dermed den relative fejl i 3D-modellen. Derfor er root mean square (RMS of Reprojection Error) en af de vigtige indikatorer, der objektivt afspejler den endelige modelleringsnøjagtighed. Ved at kontrollere RMS-værdien kan nøjagtigheden af 3D-modellen simpelthen bedømmes. Jo mindre RMS-værdien er, jo højere er modellens nøjagtighed.
2.3 Hvad er de faktorer, der påvirker linseforvrængning
brændvidde
Generelt gælder det, at jo længere brændvidde et objektiv med fast fokus er, jo mindre er forvrængningen; jo kortere brændvidde, jo større forvrængning. Selvom forvrængningen af den ultralange brændvidde-linse (tele-linse) allerede er meget lille, kan brændvidden af objektivet på luftopmålingskameraet faktisk, for at tage højde for flyvehøjden og andre parametre, ikke være så længe.For eksempel er det følgende billede et Sony 400 mm teleobjektiv. Du kan se, at linseforvrængningen er meget lille, næsten kontrolleret inden for 0,5%. Men problemet er, at hvis du bruger denne linse til at samle billeder med en opløsning på 1 cm, og flyvehøjden allerede er 820m. Lad drone flyve i denne højde er fuldstændig urealistisk.
Linsebehandling
Linsebehandling er det mest komplekse og højeste præcisionstrin i linseproduktionsprocessen, der involverer mindst 8 processer. Forprocessen omfatter nitratmateriale-tøndefoldning-sandhængende-slibning, og efterprocessen tager kerne-coating-adhæsion-blækbelægning. Behandlingsnøjagtigheden og bearbejdningsmiljøet bestemmer direkte den endelige nøjagtighed af optiske linser.
Lav behandlingsnøjagtighed har en fatal effekt på billedforvrængning, hvilket direkte fører til ujævn linseforvrængning, som ikke kan parameteriseres eller korrigeres, hvilket vil påvirke nøjagtigheden af 3D-modellen alvorligt.
Montering af objektiv
Figur 1 viser linsens hældning under linseinstallationsprocessen;
Figur 2 viser, at linsen ikke er koncentrisk under linseinstallationsprocessen;
Figur 3 viser den korrekte installation.
I de ovenstående tre tilfælde er installationsmetoderne i de to første tilfælde alle "forkert" montering, hvilket vil ødelægge den korrigerede struktur, hvilket resulterer i forskellige problemer såsom sløret, ujævn skærm og spredning. Derfor kræves der stadig streng præcisionskontrol under forarbejdning og montering.
Linsesamlingsproces
Linsesamlingsprocessen refererer til processen med det overordnede linsemodul og billedsensoren. Parametrene såsom positionen af orienteringselementets hovedpunkt og den tangentielle forvrængning i kameraets kalibreringsparametre beskriver problemerne forårsaget af monteringsfejlen.
Generelt kan en lille række af monteringsfejl tolereres (selvfølgelig, jo højere monteringsnøjagtighed, jo bedre). Så længe kalibreringsparametrene er nøjagtige, kan billedforvrængningen beregnes mere præcist, og så kan billedforvrængningen fjernes. Vibrationer kan også få objektivet til at bevæge sig lidt og få objektivets forvrængningsparametre til at ændre sig. Det er grunden til, at det traditionelle luftopmålingskamera skal fikseres og genkalibreres efter et stykke tid.
2.3 Rainpoos skrå kameralinse
Dobbelt Gauβ struktur
Skråfotografering har mange krav til objektivet, at det skal være lille i størrelse, let i vægt, lav billedforvrængning og kromatisk aberration, høj farvegengivelse og høj opløsning. Ved design af linsestrukturen bruger Rainpoos linse en dobbelt Gauβ-struktur, som vist på figuren:
Strukturen er opdelt i fronten af linsen, membranen og bagsiden af linsen. Forsiden og bagenden kan se ud til at være "symmetriske" i forhold til membranen. En sådan struktur gør det muligt for nogle af de kromatiske aberrationer, der genereres foran og bagpå, at udligne hinanden, så det har store fordele ved kalibrering og kontrol af linsestørrelse i det sene stadie.
Asfærisk spejl
For et skrå kamera integreret med fem objektiver, hvis hver linse fordobles i vægt, vil kameraet veje fem gange; hvis hvert objektiv fordobles i længden, så vil det skrå kamera mindst fordobles i størrelse. Ved design skal der derfor bruges asfæriske linser for at opnå et højt niveau af billedkvalitet og samtidig sikre, at aberrationen og lydstyrken er så lille som muligt.
Asfæriske linser kan omfokusere lyset spredt gennem den sfæriske overflade tilbage til fokus, ikke kun kan opnå højere opløsning, gøre farvegengivelsesgraden høj, men kan også fuldføre aberrationskorrektion med et lille antal linser, reducere antallet af linser for at lave kameraet lettere og mindre.
Forvrængningskorrektion tech
Fejlen i samlingsprocessen vil få linsens tangentielle forvrængning til at stige. Reduktion af denne monteringsfejl er forvrængningskorrektionsprocessen. Den følgende figur viser det skematiske diagram af den tangentielle forvrængning af en linse. Generelt er forvrængningsforskydningen symmetrisk i forhold til det nederste venstre - det øverste højre hjørne, hvilket indikerer, at objektivet har en rotationsvinkel vinkelret på retningen, hvilket er forårsaget af monteringsfejl.
Derfor, for at sikre den høje billednøjagtighed og kvalitet, har Rainpoo foretaget en række strenge kontroller af design, forarbejdning og montering:
I den tidlige fase af design, for at sikre koaksialiteten af linsesamlingen, så vidt muligt for at sikre, at alle linseinstallationsplaner behandles af en fastspænding;
②Brug af importerede legeringsdrejeværktøjer på højpræcisionsdrejebænke for at sikre, at bearbejdningsnøjagtigheden når IT6-niveauet, især for at sikre, at koaksialitetstolerancen er 0,01 mm;
③Hver linse er udstyret med et sæt højpræcisionsmålere af wolframstål på den indre cirkulære overflade (hver størrelse indeholder mindst 3 forskellige tolerancestandarder), hver del er nøje inspiceret, og positionstolerancer såsom parallelitet og vinkelrethed detekteres af en tre-koordinat måleinstrument;
④Efter hver linse er produceret, skal den inspiceres, inklusive projektionsopløsning og diagramtest, og forskellige indikatorer såsom opløsningen og farvegengivelsen af objektivet.
RMS for Rainpoos linser tec
+8619808149372