Chengdu Rainpoo Technology Co., Ltd.

Chengdu Rainpoo Technology Co., Ltd.

Chengdu Rainpoo Technology Co., Ltd.

WHY RAINPOO

Cum afectează aberația și distorsiunea cromatică fișierele ima

1. aberație cromatică

1.1 Ce este aberația cromatică

Aberația cromatică este cauzată de diferența de transmisivitate a materialului. Lumina naturală este compusă din regiunea luminii vizibile cu o lungime de undă cuprinsă între 390 și 770 nm, iar restul sunt spectrul pe care ochiul uman nu îl poate vedea. Deoarece materialele au indici de refracție diferiți pentru diferite lungimi de undă ale luminii colorate, fiecare lumină de culoare are o poziție și o mărire a imaginii diferite, ceea ce duce la cromatism de poziție.

1.2 Cum afectează aberația cromatică calitatea imaginii

(1) Datorită lungimilor de undă diferite și a indicelui de refracție al diferitelor culori de lumină, punctul obiect nu poate fi bine focalizat într-UN singur punct de imagine perfect, astfel încât fotografia va fi neclară.

(2) De asemenea, datorită măririi diferite a diferitelor culori, vor exista „linii curcubeu” la marginea punctelor de imagine.

1.3 Cum afectează aberația cromatică modelul 3D

Când punctele de imagine au „linii curcubeu”, acesta va afecta software-ul de modelare 3D pentru a se potrivi cu același punct. Pentru același obiect, potrivirea a trei culori poate provoca o eroare din cauza „liniilor curcubeului”. Când această eroare se acumulează suficient de mare, va provoca „stratificare”.

1.4 Cum se elimină aberația cromatică

Utilizarea unui indice de refracție diferit și a unei combinații diferite de dispersie a sticlei poate elimina aberația cromatică. De exemplu, utilizați indicele de refracție scăzut și sticla cu dispersie redusă ca lentile convexe și indicele de refracție ridicat și sticla cu dispersie ridicată ca lentile concave.

O astfel de lentilă combinată are o distanță focală mai mică la lungimea de undă medie și o distanță focală mai mare la razele de undă lungă și scurtă. Prin ajustarea curburii sferice a obiectivului, distanțele focale ale luminii albastre și roșii pot fi exact egale, ceea ce elimină practic aberația cromatică.

Spectru secundar

Dar aberația cromatică nu poate fi complet eliminată. După utilizarea lentilei combinate, aberația cromatică rămasă se numește „spectru secundar”. Cu cât este mai lungă distanța focală a obiectivului, cu atât mai multă aberație cromatică rămâne. Prin urmare, pentru supravegherea aeriană care necesită măsurători de înaltă precizie, spectrul secundar nu poate fi ignorat.

În teorie, dacă banda de lumină poate fi împărțită în intervale albastru-verde și verde-roșu, iar tehnicile acromatice sunt aplicate acestor două intervale, spectrul secundar poate fi practic eliminat. Cu toate acestea, s-a demonstrat prin calcul că, dacă este acromatic pentru lumina verde și cea roșie, aberația cromatică a luminii albastre devine mare; dacă este acromatic pentru lumina albastră și lumina verde, aberația cromatică a luminii roșii devine mare. Se pare că aceasta este o problemă dificilă și nu au răspuns, spectrul secundar încăpățânat nu poate fi complet eliminat.

ApocromaticAPOtehnologie

Din fericire, calculele teoretice au găsit o modalitate pentru APO, care este de a găsi un material special pentru lentile optice a căror dispersie relativă a luminii albastre în lumina roșie este foarte mică, iar cea a luminii albastre în lumina verde este foarte mare.

Fluoritul este un material atât de special, dispersia sa este foarte redusă, iar o parte din dispersia relativă este aproape de multe ochelari optici. Fluoritul are un indice de refracție relativ scăzut, este ușor solubil în apă și are o capacitate slabă de proces și stabilitate chimică, dar datorită proprietăților sale acromatice excelente, devine un material optic prețios.

Există foarte puține fluorite în vrac pure care pot fi utilizate pentru materiale optice în natură, împreună cu prețul ridicat și dificultatea de prelucrare, lentilele fluorite au devenit sinonime cu lentilele high-end. Diversi producători de lentile nu au scutit niciun efort pentru a găsi înlocuitori pentru fluorit. Sticla cu coroană de fluor este una dintre ele, iar sticla AD, sticla ED și sticla UD sunt astfel de înlocuitori.

Camerele oblice Rainpoo folosesc sticlă ED cu dispersie extrem de redusă ca obiectiv al camerei pentru a face aberația și distorsiunea să fie foarte mici. Nu numai că reduce probabilitatea stratificării, dar și efectul modelului 3D a fost mult îmbunătățit, ceea ce îmbunătățește semnificativ efectul colțurilor și fațadei clădirii.

2 、 Distorsiune

2.1 Ce este distorsiunea

Distorsiunea obiectivului este de fapt un termen general pentru distorsiunea perspectivei, adică distorsiunea cauzată de perspectivă. Acest tip de distorsiune va avea o influență foarte proastă asupra preciziei fotogrametriei. La urma urmei, scopul fotogrametriei este de a reproduce, nu de a exagera, deci este necesar ca fotografiile să reflecte cât mai mult posibil informațiile la scară reală ale caracteristicilor solului.

Dar, deoarece aceasta este caracteristica inerentă a lentilei (lentila convexă converge lumina și lentila concavă divergă de lumină), relația exprimată în designul optic este: condiția tangentă pentru eliminarea distorsiunii și condiția sinusoidală pentru eliminarea comă a diafragmei nu poate fi satisfăcută la în același timp, deci distorsiunea și aberația cromatică optică. Același lucru nu poate fi eliminat complet, ci doar îmbunătățit.

În figura de mai sus, există o relație proporțională între înălțimea imaginii și înălțimea obiectului, iar raportul dintre cele două este mărirea.

Într-un sistem de imagistică ideal, distanța dintre planul obiectului și obiectivul este menținută fixă, iar mărirea este o anumită valoare, deci există doar o relație proporțională între imagine și obiect, fără distorsiuni deloc.

Cu toate acestea, în sistemul de imagistică propriu-zis, deoarece aberația sferică a razei principale variază cu creșterea unghiului câmpului, mărirea nu mai este o constantă pe planul imaginii unei perechi de obiecte conjugate, adică mărirea în centrul imaginii și mărirea marginii sunt inconsistente, imaginea își pierde asemănarea cu obiectul. Acest defect care deformează imaginea se numește distorsiune.

2.2 Cum afectează distorsiunea precizia

În primul rând, eroarea AT (triangularea aeriană) va afecta eroarea norului dens de puncte și, astfel, eroarea relativă a modelului 3D. Prin urmare, pătratul mediu rădăcină (RMS de Reproiection Error) este unul dintre indicatorii importanți care reflectă obiectiv precizia de modelare finală. Verificând valoarea RMS, acuratețea modelului 3D poate fi judecată simplu. Cu cât valoarea RMS este mai mică, cu atât precizia modelului este mai mare.

2.3 Care sunt factorii care afectează distorsiunea lentilelor

distanta focala
În general, cu cât este mai mare distanța focală a unui obiectiv cu focalizare fixă, cu atât distorsiunea este mai mică; cu cât distanța focală este mai mică, cu atât distorsiunea este mai mare. Deși distorsiunea obiectivului cu distanță focală ultra-lungă (obiectivul tele) este deja foarte mică, de fapt, pentru a lua în considerare înălțimea zborului și alți parametri, distanța focală a obiectivului camerei de supraveghere aeriană nu poate fi atât de mult.De exemplu, următoarea imagine este un obiectiv tele Sony de 400 mm. Puteți vedea că distorsiunea obiectivului este foarte mică, aproape controlată în 0,5%. Dar problema este că, dacă utilizați acest obiectiv pentru a colecta fotografii la o rezoluție de 1cm, iar altitudinea de zbor este deja de 820m. Lăsați drona să zboare la această altitudine este complet nerealistă.

Prelucrarea lentilelor

Prelucrarea lentilelor este cea mai complexă și cea mai înaltă etapă de precizie din procesul de producție a lentilelor, implicând cel puțin 8 procese. Preprocesul include material nitrat-plierea butoiului-nisip agățat-măcinat, iar postprocesul are acoperire cu miez-adeziv-adeziv-cerneală. Precizia de procesare și mediul de procesare determină direct precizia finală a lentilelor optice.

Precizia de procesare scăzută are un efect fatal asupra distorsiunii imagistice, ceea ce duce direct la distorsiunea inegală a obiectivului, care nu poate fi parametrizată sau corectată, ceea ce va afecta grav precizia modelului 3D.

Instalarea obiectivului

Figura 1 prezintă înclinarea obiectivului în timpul procesului de instalare a obiectivului;

Figura 2 arată că obiectivul nu este concentric în timpul procesului de instalare a obiectivului;

Figura 3 prezintă instalarea corectă.

În cele trei cazuri de mai sus, metodele de instalare din primele două cazuri sunt ansamblul „greșit”, care va distruge structura corectată, rezultând diverse probleme, cum ar fi neclar, ecran neuniform și dispersie. Prin urmare, este necesar un control strict al preciziei în timpul procesării și asamblării.

Procesul de asamblare a obiectivului

Procesul de asamblare a obiectivului se referă la procesul modulului global al obiectivului și al senzorului de imagine. Parametrii precum poziția punctului principal al elementului de orientare și distorsiunea tangențială în parametrii de calibrare a camerei descriu problemele cauzate de eroarea de asamblare.

În general vorbind, o gamă mică de erori de asamblare poate fi tolerată (desigur, cu cât precizia asamblării este mai mare, cu atât este mai bună). Atâta timp cât parametrii de calibrare sunt exacți, distorsiunea imaginii poate fi calculată mai precis și apoi distorsiunea imaginii poate fi eliminată. Vibrația poate provoca, de asemenea, mișcarea ușoară a obiectivului și modificarea parametrilor de distorsiune a obiectivului. Acesta este motivul pentru care camera tradițională de supraveghere aeriană trebuie fixată și recalibrată după o perioadă de timp.

2.3 Obiectivul camerei oblice Rainpoo

Dubla Gauβ structura

 Fotografia oblică are multe cerințe pentru obiectiv, să fie de dimensiuni reduse, greutate redusă, distorsiune redusă a imaginii și aberație cromatică, reproducere ridicată a culorilor și rezoluție ridicată. La proiectarea structurii obiectivului, obiectivul Rainpoo folosește o structură Gauβ dublă, așa cum se arată în figură:
Structura este împărțită în partea din față a lentilei, diafragma și partea din spate a obiectivului. Partea din față și cea din spate pot părea „simetrice” în raport cu diafragma. O astfel de structură permite ca unele dintre aberațiile cromatice generate în față și în spate să se anuleze reciproc, deci are avantaje mari în calibrare și control al dimensiunii lentilelor în stadiul târziu.

Oglindă asferică

Pentru o cameră oblică integrată cu cinci obiective, dacă fiecare obiectiv dublează greutatea, camera va cântări de cinci ori; dacă fiecare obiectiv se dublează în lungime, atunci camera oblică va dubla cel puțin dimensiunea. Prin urmare, la proiectare, pentru a obține un nivel ridicat de calitate a imaginii, asigurându-vă totodată că aberația și volumul sunt cât mai mici, trebuie folosite lentile asferice.

Lentilele asferice pot focaliza lumina împrăștiată prin suprafața sferică înapoi la focalizare, nu numai că pot obține o rezoluție mai mare, pot crește gradul de reproducere a culorii, dar pot completa corecția aberației cu un număr mic de lentile, pot reduce numărul de lentile camera este mai ușoară și mai mică.

Corecția distorsiunii tehnologie

Eroarea în procesul de asamblare va determina creșterea distorsiunii tangențiale a obiectivului. Reducerea acestei erori de asamblare este procesul de corectare a distorsiunii. Figura următoare prezintă schema schematică a distorsiunii tangențiale a unui obiectiv. În general, deplasarea distorsiunii este simetrică în raport cu stânga jos - colțul din dreapta sus, indicând faptul că obiectivul are un unghi de rotație perpendicular pe direcție, care este cauzat de erori de asamblare.

Prin urmare, pentru a asigura o precizie și o calitate ridicate a imaginii, Rainpoo a făcut o serie de verificări stricte privind proiectarea, procesarea și asamblarea:

În stadiul incipient al proiectării, pentru a asigura coaxialitatea ansamblului obiectivului, pe cât posibil, pentru a se asigura că toate planurile de instalare a obiectivului sunt procesate printr-o singură prindere;

②Utilizarea instrumentelor de strunjire din aliaj importate pe strunguri de înaltă precizie pentru a se asigura că precizia de prelucrare atinge nivelul IT6, în special pentru a se asigura că toleranța de coaxialitate este de 0,01 mm;

Ach Fiecare obiectiv este echipat cu un set de calibre din oțel de tungsten de înaltă precizie pe suprafața circulară interioară (fiecare dimensiune conține cel puțin 3 standarde diferite de toleranță), fiecare piesă este inspectată strict, iar toleranțele de poziție precum paralelismul și perpendicularitatea sunt detectate de un instrument de măsurare cu trei coordonate;

④După ce fiecare obiectiv este produs, acesta trebuie inspectat, inclusiv rezoluția de proiecție și testele grafice, precum și diferiți indicatori, cum ar fi rezoluția și reproducerea culorilor obiectivului.

RMS ale lentilelor Rainpoo tec