Chengdu Rainpoo Technology Co., Ltd.

Chengdu Rainpoo Technology Co., Ltd.

Chengdu Rainpoo Technology Co., Ltd.

WHY RAINPOO

Kako kromatične aberacije in popačenja vplivajo na slikovne datoteke

1. kromatična aberacija

1.1 Kaj je kromatična aberacija

Kromatsko aberacijo povzroča razlika v propustnosti materiala. Naravna svetloba je sestavljena iz območja vidne svetlobe z valovnimi dolžinami od 390 do 770 nm, ostalo pa je spekter, ki ga človeško oko ne vidi. Ker imajo materiali različne lomne količnike za različne valovne dolžine barvne svetlobe, ima vsaka barvna svetloba drugačen položaj slikanja in povečavo, kar ima za posledico kromatizem položaja.

1.2 Kako kromatična aberacija vpliva na kakovost slike

(1) Zaradi različnih valovnih dolžin in lomnega količnika različnih barv svetlobe objektne točke ni mogoče dobro izostriti v ENO popolno slikovno točko, zato bo fotografija zamegljena.

(2) Zaradi različne povečave različnih barv bodo na robu slikovnih točk "mavrične črte".

1.3 Kako kromatična aberacija vpliva na 3D model

Ko imajo slikovne točke »mavrične črte«, bo vplivalo na to, da se programska oprema za 3D modeliranje ujema z isto točko. Pri istem predmetu lahko ujemanje treh barv povzroči napako zaradi "mavričnih črt". Ko se ta napaka nabere dovolj velika, bo povzročila "razslojevanje".

1.4 Kako odpraviti kromatično aberacijo

Uporaba drugačnega lomnega količnika in različna disperzija kombinacije stekla lahko odpravi kromatično aberacijo. Kot konveksne leče na primer uporabite na primer nizko lomni količnik in nizko disperzijsko steklo, kot konkavne leče pa visoko lomni indeks in visoko disperzijsko steklo.

Takšna kombinirana leča ima krajšo goriščno razdaljo pri srednji valovni dolžini in daljšo goriščno razdaljo pri dolgih in kratkovalovnih žarkih. S prilagoditvijo sferične ukrivljenosti leče so goriščnice modre in rdeče svetlobe lahko popolnoma enake, kar v bistvu odpravi kromatično aberacijo.

Sekundarni spekter

A kromatične aberacije ni mogoče popolnoma odpraviti. Po uporabi kombinirane leče se preostala kromatična aberacija imenuje "sekundarni spekter". Daljša kot je goriščna razdalja leče, več preostale kromatične aberacije. Zato pri zračnem snemanju, ki zahteva visoko natančne meritve, ni mogoče prezreti sekundarnega spektra.

Teoretično, če lahko svetlobni pas razdelimo na modro-zeleni in zeleno-rdeči interval ter na teh dveh intervalih uporabimo akromatske tehnike, lahko sekundarni spekter v bistvu izločimo. Vendar je bilo z izračunom dokazano, da postane kromatska aberacija modre svetlobe akromatična za zeleno in rdečo svetlobo; če je akromatska za modro in zeleno svetlobo, postane kromatična aberacija rdeče svetlobe velika. Zdi se, da je to težaven problem in nanj ni odgovora, trmastega sekundarnega spektra ni mogoče popolnoma odpraviti.

ApokromatskiAPOtech

Na srečo so teoretični izračuni našli način za APO, in sicer najti poseben material optičnih leč, katerega relativna disperzija modre svetlobe na rdečo svetlobo je zelo majhna, modra svetloba pa na zeleno svetlobo zelo velika.

Fluorit je tako poseben material, njegova disperzija je zelo majhna, del relativne disperzije pa je blizu številnim optičnim steklom. Fluorit ima relativno nizek lomni količnik, je slabo topen v vodi, ima slabo procesno sposobnost in kemijsko stabilnost, vendar zaradi odličnih akromatskih lastnosti postane dragocen optični material.

Zelo malo fluorita v razsutem stanju, ki ga je mogoče uporabiti za optične materiale v naravi, so skupaj s svojo visoko ceno in težavami pri obdelavi postale sinonim za leče visokega razreda. Različni proizvajalci leč se niso potrudili, da bi našli nadomestke za fluorit. Fluoro-kronsko steklo je eno izmed njih, AD steklo, ED steklo in UD steklo pa so taki nadomestki.

Poševne kamere Rainpoo uporabljajo ED steklo z nizko disperzijo kot lečo fotoaparata, da so odstopanja in popačenja zelo majhna. Ne samo, da zmanjšuje verjetnost razslojevanja, temveč je bil močno izboljšan tudi učinek 3D modela, kar bistveno izboljša učinek vogalov in fasade stavbe.

2, popačenje

2.1 Kaj je popačenje

Popačenje leče je pravzaprav splošen izraz za popačenje perspektive, to je izkrivljanje, ki ga povzroči perspektiva. Tovrstno popačenje bo zelo slabo vplivalo na natančnost fotogrametrije. Konec koncev je namen fotogrametrije reproduciranje in ne pretiravanje, zato morajo fotografije čim bolj odražati resnične informacije o merilih tal.

Ker pa je to značilnost leče (konveksna leča konvergira svetlobo in konkavna leča divergira svetlobo), je razmerje, izraženo v optični zasnovi: pogoj tangente za odpravo popačenja in sinusnega pogoja za odpravo kome diafragme pri istočasno, torej izkrivljanje in optična kromatična aberacija Istega ni mogoče popolnoma odpraviti, le izboljšati.

Na zgornji sliki je sorazmerno razmerje med višino slike in višino predmeta, razmerje med njima pa je povečava.

V idealnem slikovnem sistemu ostane razdalja med ravnino predmeta in lečo fiksna, povečava pa je določena vrednost, zato obstaja le sorazmerno razmerje med sliko in predmetom, brez popačenja.

Vendar v dejanskem slikovnem sistemu, ker se sferična aberacija glavnega žarka spreminja z naraščanjem kota polja, povečava ni več konstanta na slikovni ravnini para konjugiranih predmetov, to je povečava v sredina slike in povečava roba sta neskladna, slika izgubi podobnost s predmetom. Ta napaka, ki deformira sliko, se imenuje popačenje.

2.2 Kako popačenje vpliva na natančnost

Najprej bo napaka AT (zračna triangulacija) vplivala na napako oblaka gostih točk in s tem na relativno napako 3D modela. Zato je korenski srednji kvadrat (RMS napake ponovitve) eden pomembnih kazalnikov, ki objektivno odraža končno natančnost modeliranja. S preverjanjem RMS vrednosti lahko natančno ocenimo natančnost 3D modela. Manjša je RMS vrednost, večja je natančnost modela.

2.3 Kateri dejavniki vplivajo na popačenje leč

Goriščna razdalja
Na splošno velja, da daljše kot je goriščna razdalja leče s fiksnim ostrenjem, manjše je popačenje; krajša kot je goriščnica, večje je popačenje. Čeprav je izkrivljanje ultra dolge leče z goriščno razdaljo (tele objektiv) že zelo majhno, dejansko zaradi upoštevanja višine leta in drugih parametrov goriščna razdalja leče antenske kamere ni mogoča. tako dolgo.Naslednja slika je na primer Sonyjev objektiv 400 mm. Vidite lahko, da je popačenje leče zelo majhno, skoraj nadzorovano v 0,5%. Toda težava je v tem, da če s tem objektivom zbirate fotografije z ločljivostjo 1 cm in je višina leta že 820 m. Pusti drona, da leti na tej višini, je povsem nerealno.

Obdelava leče

Obdelava leče je najbolj zapleten in najnatančnejši korak v procesu izdelave leč, ki vključuje vsaj 8 postopkov. Predhodni postopek vključuje nitratni material-sod zlaganje-pesek, viseče-brušenje, poproces pa prevleko jedra-premaz-oprijem-črnilo. Natančnost obdelave in procesno okolje neposredno določata končno natančnost optičnih leč.

Nizka natančnost obdelave usodno vpliva na popačenje slike, kar neposredno vodi do neenakomernega popačenja leče, ki ga ni mogoče parametrirati ali popraviti, kar bo resno vplivalo na natančnost 3D modela.

Namestitev leče

Slika 1 prikazuje nagib leče med postopkom namestitve leče;

Slika 2 prikazuje, da leča med postopkom namestitve leče ni koncentrična;

Slika 3 prikazuje pravilno namestitev.

V zgornjih treh primerih so načini namestitve v prvih dveh primerih vsi "napačni" sklopi, ki bodo uničili popravljeno strukturo in povzročili različne težave, kot so zamegljen, neenakomeren zaslon in razpršenost. Zato je med obdelavo in montažo še vedno potreben strog nadzor natančnosti.

Postopek sestavljanja leče

Postopek sestavljanja leče se nanaša na postopek celotnega modula leče in slikovnega senzorja. Parametri, kot sta položaj glavne točke orientacijskega elementa in tangencialno popačenje v kalibracijskih parametrih kamere, opisujejo težave, ki jih povzroča napaka pri sestavljanju.

Na splošno lahko dopustimo majhen obseg napak pri sestavljanju (seveda večja kot je natančnost sestavljanja, bolje). Dokler so parametri kalibracije natančni, je mogoče popačenje slike natančneje izračunati in nato popačenje slike odstraniti. Zaradi vibracij se lahko leča nekoliko premakne in se spremenijo parametri popačenja leče. Zato je treba tradicionalno zračno kamero po določenem času popraviti in ponovno umeriti.

2.3 Poševna leča kamere Rainpoo

Dvojno Gauβ struktura

 Poševna fotografija ima veliko zahtev, da mora biti leča majhna, majhna, težka, ima popačenje slike in kromatične aberacije, visoko barvno reprodukcijo in visoko ločljivost. Pri oblikovanju strukture leče Rainpoojeva leča uporablja dvojno strukturo Gauβ, kot je prikazano na sliki:
Struktura je razdeljena na sprednji del leče, membrano in zadnji del leče. Spredaj in zadaj se lahko zdita "simetrična" glede na prepono. Takšna struktura omogoča, da se nekatere kromatske aberacije, ustvarjene spredaj in zadaj, medsebojno izničijo, zato ima v pozni fazi velike prednosti pri umerjanju in nadzoru velikosti leč.

Asferično ogledalo

Če se poševna kamera, integrirana s petimi lečami, v primeru, da se vsaka leča podvoji, tehta petkrat; če se vsaka leča podvoji, se poševna kamera vsaj podvoji. Zato je treba pri oblikovanju uporabiti asferične leče, da dosežemo visoko raven kakovosti slike, hkrati pa zagotovimo, da sta aberacija in glasnost čim manjša.

Asferične leče lahko usmerjajo svetlobo, razpršeno skozi sferično površino, nazaj v fokus, ne samo da lahko dosežejo višjo ločljivost, povečajo stopnjo reprodukcije barv, ampak lahko tudi dokončajo korekcijo aberacije z majhnim številom leč, zmanjšajo število leč fotoaparat lažji in manjši.

Popravek popačenja tech

Napaka v postopku sestavljanja bo povzročila povečanje tangencialnega popačenja leče. Zmanjšanje te napake pri sestavljanju je postopek popravljanja popačenja. Naslednja slika prikazuje shematski diagram tangencialnega popačenja leče. Na splošno je premik popačenja simetričen glede na spodnji levi - zgornji desni kot, kar kaže, da ima leča kot vrtenja pravokotno na smer, ki jo povzročajo napake pri sestavljanju.

Da bi zagotovil visoko natančnost in kakovost slik, je Rainpoo izvedel vrsto strogih pregledov pri načrtovanju, obdelavi in ​​montaži:

V zgodnji fazi načrtovanja, da se zagotovi koaksialnost sestavljanja leč, kolikor je mogoče, da se vse ravnine namestitve leč obdelajo z enim vpenjanjem;

② Uporaba uvoženih orodij za struženje iz zlitin na visoko natančnih stružnicah za zagotovitev, da natančnost obdelave doseže raven IT6, zlasti za zagotovitev tolerance koaksialnosti 0,01 mm;

AchVsaka leča je na notranji krožni površini opremljena z nizom natančnih merilnikov iz volframovega jekla (vsaka velikost vsebuje vsaj 3 različne tolerančne standarde), vsak del je strogo pregledan, tolerance položaja, kot sta vzporednost in pravokotnost, pa zazna trikoordinatni merilni instrument;

④Po izdelavi vsake leče jo je treba pregledati, vključno z ločljivostjo projekcije in preskusi grafikonov ter različnimi kazalniki, kot sta ločljivost in barvna reprodukcija leče.

RMS leč Rainpoo tec