Chengdu Rainpoo Technology Co., Ltd.

Chengdu Rainpoo Technology Co., Ltd.

Chengdu Rainpoo Technology Co., Ltd.

WHY RAINPOO

Hvordan kromatisk aberration og forvrængning påvirker ima.files

1. kromatisk aberration

1.1 Hvad er kromatisk aberration

Den kromatiske aberration er forårsaget af forskellen i materialets overførbarhed. Naturligt lys består 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 billedbehandlingsposition og forstørrelse, hvilket resulterer i kromatisme af positionen.

1.2 Hvordan påvirker kromatisk aberration billedkvaliteten

(1) På grund af forskellige bølgelængder og brydningsindeks for forskellige lysfarver kan objekt-punktet ikke fokuseres godt til ET perfekt billedpunkt, så billedet bliver sløret.

(2) På grund af forskellig 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", påvirker det 3D-modelleringssoftwaren til at matche det samme punkt. For det samme objekt kan matchning af tre farver forårsage en fejl på grund af "regnbue linjer". Når denne fejl akkumuleres stort nok, vil det forårsage "stratificering".

1.4 Sådan fjernes kromatisk aberration

Anvendelsen af ​​forskellig brydningsindeks og forskellig spredning af glaskombination kan eliminere kromatisk aberration. Brug f.eks. Glas med lavt brydningsindeks og glas med lav dispersion som konvekse linser og højt brydningsindeks og glas med høj dispersion som konkave linser.

En sådan kombineret linse har en kortere brændvidde ved den midterste bølgelængde og en længere brændvidde ved de lange og korte bølger. Ved at justere den sfæriske krumning af linsen kan brændvidderne af det blå og røde lys være nøjagtigt lige, hvilket grundlæggende eliminerer den kromatiske aberration.

Sekundært spektrum

Men kromatisk aberration kan ikke fjernes fuldstændigt. Efter brug af den kombinerede linse kaldes den resterende kromatiske aberration "sekundært spektrum". Jo længere objektivets brændvidde er, jo mere tilbageværende kromatisk aberration. Derfor kan det sekundære spektrum ikke ignoreres for antenneundersøgelser, der kræver højpræcise målinger.

I teorien, hvis lysbåndet kan opdeles i blågrønne og grøn-røde intervaller, og der anvendes akromatiske teknikker til disse to intervaller, kan det sekundære spektrum grundlæggende elimineres. Imidlertid er det 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 fjernes fuldstændigt.

ApokromatiskAPOtech

Heldigvis har teoretiske beregninger fundet en måde for APO, nemlig at finde et specielt optisk objektivmateriale, hvis relative spredning af blåt lys til rødt lys er meget lav, og det for 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 briller. Fluorit har et relativt lavt brydningsindeks, er let opløseligt i vand og har dårlig procesevne og kemisk stabilitet, men på grund af dets fremragende akromatiske egenskaber bliver det et værdifuldt optisk materiale.

Der er meget få ren bulkfluorit, der kan bruges til optiske materialer i naturen, kombineret med deres høje pris og vanskeligheder ved behandling, er fluoritlinser blevet synonymt med high-end linser. Forskellige linseproducenter har ikke sparet noget på at finde erstatninger for fluorit. Fluorkroneglas er en af ​​dem, og AD-glas, ED-glas og UD-glas er sådanne erstatninger.

Rainpoo-skrå kameraer bruger ED-glas med ekstremt lav spredning som kameralinsen for at gøre aberration og forvrængning meget lille. Ikke kun reducerer sandsynligheden for stratificering, men også 3D-modeleffekten er blevet væsentligt forbedret, hvilket forbedrer effekten af ​​bygningens hjørner og facade betydeligt.

2 、 Forvrængning

2.1 Hvad er forvrængning?

Linse forvrængning er faktisk en generel betegnelse for perspektivforvrængning, dvs. 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 reproducere, ikke overdrive, så det kræves, at fotos skal afspejle den ægte skalainformation af jordfunktionerne så meget som muligt.

Men fordi dette er objektivets iboende egenskab (konveks linse konvergerer lys og konkav linse divergerer lys), er forholdet udtrykt i optisk design: den tangente betingelse for at eliminere forvrængning og sinusbetingelsen for at eliminere koma af membranen kan ikke opfyldes ved på samme tid, så forvrængning og optisk kromatisk aberration Det samme kan ikke elimineres fuldstændigt, kun forbedret.

I figuren ovenfor er der et forholdsmæssigt forhold mellem billedhøjden og objektets højde, og forholdet mellem de to er forstørrelsen.

I et ideelt billedbehandlingssystem holdes afstanden mellem objektplanet og linsen fast, og forstørrelsen er en bestemt værdi, så der er kun et forholdsmæssigt forhold mellem billedet og objektet, slet ingen forvrængning.

I det egentlige billeddannelsessystem, da den sfæriske aberration af hovedstrålen varierer med stigningen i feltvinklen, er forstørrelsen ikke længere konstant på billedplanet for et par konjugerede objekter, det vil sige forstørrelsen i midten af ​​billedet og forstørrelsen af ​​kanten er inkonsekvente, mister billedet 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 det gennemsnitlige kvadrat (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 vurderes. Jo mindre RMS-værdien er, jo højere er nøjagtigheden af ​​modellen.

2.3 Hvad er de faktorer, der påvirker linseforvrængning

brændvidde
Generelt gælder det, at jo længere brændvidden på et objektiv med fast fokus er, desto mindre er forvrængningen; jo kortere brændvidde, jo større forvrængning. Selvom forvrængningen af ​​den ultra lange brændviddeobjektiv (teleobjektiv) allerede er meget lille, for at tage højde for flyvehøjden og andre parametre kan brændvidden af ​​objektivet til antenneundersøgelseskameraet faktisk 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 indsamle fotos i en opløsning på 1 cm, og flyvehøjden allerede er 820 m. Lad drone til at flyve i denne højde er helt urealistisk.

Linse behandling

Linsebehandling er det mest komplekse og højeste præcisionstrin i linseproduktionsprocessen, der involverer mindst 8 processer. Forprocessen inkluderer nitratmateriale-tønde foldning-sand hængende-slibning, og efter-processen tager core-coating-adhæsion-ink-coating. Behandlingsnøjagtigheden og behandlingsmiljøet bestemmer direkte den endelige nøjagtighed af optiske linser.

Lav behandlingsnøjagtighed har en fatal virkning på billedforvrængning, hvilket direkte fører til ujævn linseforvrængning, som ikke kan parametriseres eller korrigeres, hvilket i alvorlig grad vil påvirke nøjagtigheden af ​​3D-modellen.

Installation af linse

Figur 1 viser linsens hældning under linsens installationsproces;

Figur 2 viser, at linsen ikke er koncentrisk under linsens installationsproces;

Figur 3 viser den korrekte installation.

I ovenstående tre tilfælde er installationsmetoderne i de første to tilfælde alle "forkerte" samling, hvilket vil ødelægge den korrigerede struktur, hvilket resulterer i forskellige problemer såsom sløret, ujævn skærm og spredning. Derfor kræves der stadig streng præcisionskontrol under bearbejdning og samling.

Linsesamlingsproces

Linsesamlingsprocessen refererer til processen med det overordnede linsemodul og billedsensoren. Parametrene såsom placeringen af ​​orienteringselementets hovedpunkt og den tangentielle forvrængning i kamerakalibreringsparametrene beskriver de problemer, der er forårsaget af samlingsfejlen.

Generelt kan en lille række monteringsfejl tolereres (jo højere monteringsnøjagtighed, jo bedre). Så længe kalibreringsparametrene er nøjagtige, kan billedforvrængningen beregnes mere nøjagtigt, og derefter kan billedforvrængningen fjernes. Vibrationer kan også få linsen til at bevæge sig lidt og få linseforvrængningsparametrene til at ændre sig. Dette er grunden til, at det traditionelle antenneundersøgelseskamera skal fastgøres og kalibreres efter en periode.

2.3 Rainpoo's skrå kameralinser

Dobbelt Gauβ struktur

 Skrå fotografering stiller mange krav til linsen for at være lille i størrelse, let i vægt, lav billedforvrængning og kromatisk aberration, høj i farvegengivelse og høj i opløsning. Ved design af linsestrukturen bruger Rainpoo-linsen en dobbelt Gauβ-struktur, som vist i figuren:
Strukturen er opdelt i den forreste del af linsen, membranen og den bageste del af linsen. For- og bagsiden kan synes at være "symmetrisk" med hensyn til membranen. En sådan struktur gør det muligt for nogle af de kromatiske afvigelser, der genereres foran og bag, at fjerne hinanden, så det har store fordele i kalibrering og objektivstørrelseskontrol i det sene stadium.

Asfærisk spejl

For et skråt kamera integreret med fem linser, hvis hver linse fordobles i vægt, vejer kameraet fem gange; hvis hver linse fordobles i længde, vil det skrå kamera mindst blive dobbelt så stort. Derfor skal der anvendes asfæriske linser, når man designer, for at opnå et højt niveau af billedkvalitet og samtidig sikre, at aberration og volumen er så lille som muligt.

Asfæriske linser kan fokusere 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, der skal laves kameraet lettere og mindre.

Forvrængningskorrektion tech

Fejlen i samleprocessen vil medføre, at linsens tangentielle forvrængning øges. At reducere denne samlingsfejl er forvrængningskorrektionsprocessen. Følgende figur viser det skematiske diagram over en tangenss forvrængning af en linse. Generelt er forvrængningsforskydningen symmetrisk i forhold til det nederste venstre —— det øverste højre hjørne, hvilket indikerer, at linsen har en rotationsvinkel vinkelret på retningen, hvilket er forårsaget af monteringsfejl.

Derfor har Rainpoo foretaget en række strenge kontroller af design, bearbejdning og samling for at sikre den høje billednøjagtighed og kvalitet:

I den tidlige fase af designet for at sikre koaksialiteten af ​​linsesamlingen så vidt muligt for at sikre, at alle linses installationsplaner behandles med en fastspænding;

Brug af importerede drejeværktøjer i legeringer på drejebænke med høj præcision for at sikre, at bearbejdningsnøjagtigheden når IT6-niveau, især for at sikre, at koaksialitetstolerancen er 0,01 mm;

AchHver linse er udstyret med et sæt højpræcisions stikmålere af wolframstål på den indre cirkulære overflade (hver størrelse indeholder mindst 3 forskellige tolerancestandarder), hver del inspiceres strengt, og positionstolerancer såsom parallelitet og vinkelrethed detekteres af en tre-koordinat måleinstrument;

FterNår hver linse er produceret, skal den inspiceres, herunder projiceringsopløsning og korttest og forskellige indikatorer såsom opløsning og farvegengivelse af linsen.

RMS af Rainpoos linser tec