1.chromatická aberace
1.1 Co je to chromatická aberace
Chromatická aberace je způsobena rozdílem v propustnosti materiálu. Přirozené světlo se skládá z oblasti viditelného světla s rozsahem vlnových délek 390 až 770 nm a zbytek tvoří spektrum, které lidské oko nevidí. Protože materiály mají různé indexy lomu pro různé vlnové délky barevného světla, každé barevné světlo má jinou zobrazovací polohu a zvětšení, což má za následek chromatismus polohy.
1.2 Jak chromatická aberace ovlivňuje kvalitu obrazu
(1) Kvůli různým vlnovým délkám a indexu lomu různých barev světla nelze objektový bod dobře zaostřit na JEDEN dokonalý obrazový bod, takže fotografie bude rozmazaná.
(2) Také kvůli různému zvětšení různých barev budou na okrajích obrazových bodů "duhové čáry".
1.3 Jak chromatická aberace ovlivňuje 3D model
Když mají body obrazu „duhové čáry“, ovlivní to, že software pro 3D modelování odpovídá stejnému bodu. U stejného objektu může shoda tří barev způsobit chybu kvůli „duhovým čarám“. Když se tato chyba nahromadí dostatečně velká, způsobí „stratifikace“.
1.4 Jak odstranit chromatickou aberaci
Použití různého indexu lomu a různé disperze kombinace skla může eliminovat chromatickou aberaci. Například použijte sklo s nízkým indexem lomu a nízkou disperzí jako konvexní čočky a sklo s vysokým indexem lomu a vysokou disperzí jako konkávní čočky.
Taková kombinovaná čočka má kratší ohniskovou vzdálenost na střední vlnové délce a delší ohniskovou vzdálenost na dlouhých a krátkovlnných paprscích. Úpravou sférického zakřivení čočky se ohniskové vzdálenosti modrého a červeného světla mohou přesně shodovat, což v podstatě eliminuje chromatickou aberaci.
Sekundární spektrum
Ale chromatickou aberaci nelze zcela odstranit. Po použití kombinované čočky se zbývající chromatická aberace nazývá „sekundární spektrum“. Čím delší je ohnisková vzdálenost objektivu, tím více zbývající chromatické aberace. Proto u leteckého průzkumu, který vyžaduje vysoce přesná měření, nelze sekundární spektrum ignorovat.
Teoreticky, pokud lze světelný pás rozdělit na modrozelené a zelenočervené intervaly a na tyto dva intervaly se aplikují achromatické techniky, lze sekundární spektrum v podstatě eliminovat. Výpočtem však bylo prokázáno, že je-li achromatické pro zelené světlo a červené světlo, chromatická aberace modrého světla se zvětší; je-li achromatický pro modré světlo a zelené světlo, chromatická aberace červeného světla se zvětší. Zdá se, že je to obtížný problém a bez odpovědi, tvrdohlavé sekundární spektrum nelze zcela odstranit.
Apochromatický（APO）tech
Naštěstí teoretické výpočty našly cestu pro APO, která spočívá v nalezení speciálního materiálu optických čoček, jehož relativní disperze modrého světla k červenému světlu je velmi nízká a modrého světla k zelenému světlu je velmi vysoká.
Fluorit je takový speciální materiál, jeho disperze je velmi nízká a část relativní disperze se blíží mnoha optickým sklům. Fluorit má relativně nízký index lomu, je málo rozpustný ve vodě a má špatnou zpracovatelnost a chemickou stabilitu, ale díky svým vynikajícím achromatickým vlastnostem se stává vzácným optickým materiálem.
Existuje jen velmi málo čistého sypkého fluoritu, který lze použít pro optické materiály v přírodě, spolu s jejich vysokou cenou a obtížností při zpracování se fluoritové čočky staly synonymem pro špičkové čočky. Různí výrobci objektivů nešetřili úsilím s hledáním náhrad za fluorit. Fluorové korunkové sklo je jedním z nich a AD sklo, ED sklo a UD sklo jsou takové náhražky.
Šikmé kamery Rainpoo používají jako čočku fotoaparátu ED sklo s extrémně nízkým rozptylem, aby byla aberace a zkreslení velmi malé. Nejenže snižuje pravděpodobnost stratifikace, ale také se výrazně zlepšil efekt 3D modelu, což výrazně zlepšuje efekt rohů budovy a fasády.
2、Zkreslení
2.1 Co je zkreslení
Zkreslení čočky je vlastně obecné označení pro perspektivní zkreslení, tedy zkreslení způsobené perspektivou. Tento druh zkreslení bude mít velmi špatný vliv na přesnost fotogrammetrie. Účelem fotogrammetrie je koneckonců reprodukovat, nikoli přehánět, takže se vyžaduje, aby fotografie co nejvíce odrážely skutečné měřítko přízemních útvarů.
Ale protože se jedná o vlastní charakteristiku čočky (konvexní čočka sbíhá světlo a konkávní čočka rozbíhá světlo), vztah vyjádřený v optickém designu je: tečnou podmínku pro eliminaci zkreslení a sinusovou podmínku pro eliminaci koma membrány nelze splnit při zároveň, takže zkreslení a optická chromatická aberace Totéž nelze zcela odstranit, pouze vylepšit.
Na obrázku výše je proporcionální vztah mezi výškou obrazu a výškou objektu a poměr mezi nimi je zvětšení.
V ideálním zobrazovacím systému je vzdálenost mezi rovinou objektu a čočkou udržována pevná a zvětšení je určitá hodnota, takže mezi obrazem a objektem existuje pouze proporcionální vztah, žádné zkreslení.
Avšak ve skutečném zobrazovacím systému, protože sférická aberace hlavního paprsku se mění s rostoucím úhlem pole, zvětšení již není konstantou na obrazové rovině dvojice konjugovaných objektů, to jest zvětšení v střed obrazu a zvětšení okraje jsou nekonzistentní, obraz ztrácí svou podobnost s objektem. Tato vada, která deformuje obraz, se nazývá zkreslení.
2.2 Jak zkreslení ovlivňuje přesnost
Za prvé, chyba AT (Aerial Triangulation) ovlivní chybu hustého mračna bodů a tím i relativní chybu 3D modelu. Proto je střední kvadrát (RMS of Reprojection Error) jedním z důležitých ukazatelů, které objektivně odrážejí konečnou přesnost modelování. Zkontrolováním hodnoty RMS lze jednoduše posoudit přesnost 3D modelu. Čím menší je hodnota RMS, tím vyšší je přesnost modelu.
2.3 Jaké jsou faktory ovlivňující zkreslení čočky
ohnisková vzdálenost
Obecně platí, že čím delší je ohnisková vzdálenost objektivu s pevným ohniskem, tím menší je zkreslení; čím kratší ohnisková vzdálenost, tím větší zkreslení. Přestože zkreslení objektivu s ultra dlouhou ohniskovou vzdáleností (teleobjektiv) je již velmi malé, ve skutečnosti, aby bylo možné vzít v úvahu výšku letu a další parametry, nelze ohniskovou vzdálenost objektivu leteckého průzkumného fotoaparátu tak dlouho.Například na následujícím obrázku je 400mm teleobjektiv Sony. Vidíte, že zkreslení čočky je velmi malé, téměř kontrolované v rozmezí 0,5 %. Problém je ale v tom, že pokud tento objektiv použijete ke sběru fotek v rozlišení 1cm a letová výška je již 820m. létání dronu v této výšce je zcela nereálné.
Zpracování objektivu
Zpracování čoček je nejsložitější a nejpřesnější krok v procesu výroby čoček, který zahrnuje minimálně 8 procesů. Předběžné zpracování zahrnuje dusičnanový materiál – skládání sudů – závěsné broušení pískem a následný proces zahrnuje nátěr jádra – přilnavost – inkoust. Přesnost zpracování a prostředí zpracování přímo určují konečnou přesnost optických čoček.
Nízká přesnost zpracování má fatální vliv na zkreslení obrazu, které přímo vede k nerovnoměrnému zkreslení objektivu, které nelze parametrizovat ani korigovat, což vážně ovlivní přesnost 3D modelu.
Instalace objektivu
Obrázek 1 ukazuje naklonění čočky během procesu instalace čočky;
Obrázek 2 ukazuje, že čočka není soustředná během procesu instalace čočky;
Obrázek 3 ukazuje správnou instalaci.
Ve výše uvedených třech případech jsou způsoby instalace v prvních dvou případech všechny "špatné" montáže, které zničí opravenou strukturu, což má za následek různé problémy, jako je rozmazaná, nerovnoměrná obrazovka a rozptyl. Proto je při zpracování a montáži stále vyžadována přísná kontrola přesnosti.
Proces montáže objektivu
Proces montáže čočky se týká procesu celkového modulu čočky a zobrazovacího snímače. Parametry jako poloha hlavního bodu orientačního prvku a tečné zkreslení v parametrech kalibrace kamery popisují problémy způsobené chybou montáže.
Obecně lze říci, že malý rozsah montážních chyb lze tolerovat (samozřejmě čím vyšší přesnost montáže, tím lépe). Dokud jsou parametry kalibrace přesné, lze zkreslení obrazu vypočítat přesněji a poté lze zkreslení obrazu odstranit. Vibrace mohou také způsobit mírný pohyb objektivu a způsobit změnu parametrů zkreslení objektivu. To je důvod, proč je třeba tradiční leteckou průzkumnou kameru opravit a po určité době znovu zkalibrovat.
2.3 Šikmá čočka fotoaparátu Rainpoo
Dvojnásobek Gauβ struktura
Šikmá fotografie má mnoho požadavků na objektiv, aby byl malý co do velikosti, měl nízkou hmotnost, nízké zkreslení obrazu a chromatickou aberaci, vysokou reprodukci barev a vysoké rozlišení. Při navrhování struktury čočky používá čočka Rainpoo dvojitou strukturu Gauβ, jak je znázorněno na obrázku:
Struktura je rozdělena na přední část čočky, membránu a zadní část čočky. Přední a zadní část se může jevit jako "symetrické" vzhledem k membráně. Taková struktura umožňuje, aby se některé chromatické aberace generované v přední a zadní části vzájemně vyrušily, takže má velké výhody při kalibraci a řízení velikosti objektivu v pozdní fázi.
Asférické zrcadlo
U šikmého fotoaparátu integrovaného s pěti objektivy platí, že pokud každý objektiv zdvojnásobí hmotnost, fotoaparát bude vážit pětkrát; pokud se každá čočka zdvojnásobí na délku, pak se šikmá kamera alespoň zdvojnásobí. Proto je při navrhování nutné použít asférické čočky, aby se dosáhlo vysoké úrovně kvality obrazu a zároveň bylo zajištěno, že aberace a objem jsou co nejmenší.
Asférické čočky mohou přeostřit světlo rozptýlené sférickým povrchem zpět do ohniska, nejenže mohou získat vyšší rozlišení, zvýšit stupeň reprodukce barev, ale také mohou dokončit korekci aberace s malým počtem čoček, snížit počet čoček. fotoaparát je lehčí a menší.
Korekce zkreslení tech
Chyba v procesu montáže způsobí zvýšení tangenciálního zkreslení čočky. Snížením této chyby montáže je proces korekce zkreslení. Následující obrázek ukazuje schematický diagram tangenciálního zkreslení čočky. Obecně platí, že posunutí zkreslení je symetrické vzhledem k levému dolnímu – pravému hornímu rohu, což naznačuje, že čočka má úhel rotace kolmý ke směru, což je způsobeno chybami při montáži.
Proto, aby byla zajištěna vysoká přesnost a kvalita zobrazení, společnost Rainpoo provedla řadu přísných kontrol designu, zpracování a montáže:
V rané fázi návrhu, aby byla zajištěna souosost sestavy čoček, pokud je to možné, aby bylo zajištěno, že všechny roviny instalace čoček jsou zpracovány jedním upnutím;
②Použití importovaných slitinových soustružnických nástrojů na vysoce přesných soustruzích, aby se zajistilo, že přesnost obrábění dosáhne úrovně IT6, zejména aby byla zajištěna tolerance souososti 0,01 mm;
③Každá čočka je vybavena sadou vysoce přesných měrek z wolframové oceli na vnitřním kruhovém povrchu (každá velikost obsahuje alespoň 3 různé toleranční standardy), každá část je přísně kontrolována a tolerance polohy, jako je rovnoběžnost a kolmost, jsou detekovány třísouřadnicový měřicí přístroj;
④Po vyrobení každé čočky je nutné ji zkontrolovat, včetně testů rozlišení projekce a grafu a různých indikátorů, jako je rozlišení a reprodukce barev čočky.
RMS čoček Rainpoo tec
+8619808149372