1.kromaattinen aberraatio
1.1 Mikä on kromaattinen aberraatio
Kromaattinen poikkeama johtuu materiaalin transmissiivisuuden erosta. Luonnonvalo koostuu näkyvän valon alueesta, jonka aallonpituus on 390–770 nm, ja loput ovat spektriä, jota ihmissilmä ei näe. Koska materiaaleilla on erilaiset taitekertoimet värillisen valon eri aallonpituuksille, jokaisella värivalolla on erilainen kuvauspaikka ja suurennus, mikä johtaa paikan kromatismiin.
1.2 Miten kromaattinen aberraatio vaikuttaa kuvan laatuun
(1) Valon eri aallonpituuksien ja eri värien taitekertoimen vuoksi kohdepistettä ei voida tarkasti tarkentaa YHEKSI täydelliseksi kuvapisteeksi, joten valokuva on epäselvä.
(2) Myös eri värien erilaisesta suurennuksesta johtuen kuvapisteiden reunoihin tulee "sateenkaariviivoja".
1.3 Miten kromaattinen aberraatio vaikuttaa 3D-malliin
Kun kuvapisteissä on "sateenkaariviivoja", se vaikuttaa 3D-mallinnusohjelmistoon vastaamaan samaa pistettä. Samalle objektille kolmen värin yhteensopivuus voi aiheuttaa virheen "sateenkaaren viivojen" vuoksi. Kun tämä virhe kerääntyy tarpeeksi suureksi, se aiheuttaa "kerroitumista".
1.4 Kromaattisen poikkeaman poistaminen
Erilaisten taitekertoimien ja lasiyhdistelmän erilaisen dispersion käyttö voi poistaa kromaattisen poikkeaman. Käytä esimerkiksi matalan taitekertoimen ja matalan dispersion lasia kuperina linsseinä ja korkean taitekertoimen ja korkean dispersion lasia koverina linsseinä.
Tällaisella yhdistetyllä linssillä on lyhyempi polttoväli keskiaallonpituudella ja pidempi polttoväli pitkän ja lyhyen aallon säteissä. Linssin pallokaarevuutta säätämällä sinisen ja punaisen valon polttovälit voivat olla täsmälleen samat, mikä periaatteessa eliminoi kromaattisen aberraation.
Toissijainen spektri
Mutta kromaattista aberraatiota ei voida täysin poistaa. Yhdistetyn linssin käytön jälkeen jäljellä olevaa kromaattista aberraatiota kutsutaan "toissijaiseksi spektriksi". Mitä pidempi objektiivin polttoväli, sitä enemmän kromaattista aberraatiota on jäljellä. Siksi sekundääristä spektriä ei voida jättää huomiotta ilmatutkimuksessa, joka vaatii erittäin tarkkoja mittauksia.
Teoriassa, jos valovyöhyke voidaan jakaa sinivihreäksi ja vihreä-punaiseksi ja käyttää akromaattisia tekniikoita näihin kahteen väliin, sekundäärinen spektri voidaan periaatteessa eliminoida. Laskemalla on kuitenkin todistettu, että jos se on akromaattista vihreälle ja punaiselle valolle, sinisen valon kromaattinen aberraatio kasvaa suureksi; jos akromaattinen siniselle ja vihreälle valolle, punaisen valon kromaattinen aberraatio tulee suureksi. Vaikuttaa siltä, että tämä on vaikea ongelma, johon ei ole vastausta, itsepäistä toissijaista spektriä ei voida täysin poistaa.
Apokromaattinen（APO）tekniikka
Onneksi teoreettisilla laskelmilla on löydetty tapa APO:lle, joka on löytää erityinen optinen linssimateriaali, jonka sinisen valon ja punaisen valon suhteellinen hajonta on hyvin alhainen ja sinisen valon ja vihreän valon välinen hajonta on erittäin korkea.
Fluoriitti on sellainen erikoismateriaali, jonka dispersio on hyvin alhainen ja osa suhteellisesta dispersiosta on lähellä monia optisia laseja. Fluoriitti on suhteellisen alhainen taitekerroin, liukenee heikosti veteen ja sillä on huono prosessoitavuus ja kemiallinen stabiilisuus, mutta erinomaisten akromaattisten ominaisuuksiensa ansiosta siitä tulee arvokas optinen materiaali.
Luonnossa on hyvin vähän puhdasta bulkkifluoriittia, jota voidaan käyttää optisiin materiaaleihin, ja yhdessä niiden korkean hinnan ja käsittelyn vaikeuden kanssa fluoriittilinsseistä on tullut synonyymeja huippuluokan linsseille. Useat linssien valmistajat eivät ole säästäneet vaivaa löytääkseen fluoriitille korvikkeita. Fluorikruunulasi on yksi niistä, ja AD-lasi, ED-lasi ja UD-lasi ovat sellaisia korvikkeita.
Rainpoon vinokamerat käyttävät kameran linssinä äärimmäisen vähädispersistä ED-lasia, jotta poikkeamat ja vääristymät jäävät hyvin pieneksi. Ei vain vähennä kerrostumisen todennäköisyyttä, vaan myös 3D-mallin vaikutusta on parannettu huomattavasti, mikä parantaa merkittävästi rakennuksen kulmien ja julkisivun vaikutusta.
2, Vääristymä
2.1 Mitä on vääristyminen
Linssin vääristymä on itse asiassa yleinen termi perspektiivivääristymälle, eli perspektiivin aiheuttamalle vääristymälle. Tällaisella vääristymällä on erittäin huono vaikutus fotogrammetrian tarkkuuteen. Fotogrammetrian tarkoitushan on toistaa, ei liioitella, joten kuvien tulee heijastaa mahdollisimman paljon maanpinnan ominaisuuksien todellista mittakaavaa.
Mutta koska tämä on linssin luontainen ominaisuus (kupera linssi konvergoi valoa ja kovera linssi hajottaa valoa), optisessa suunnittelussa ilmaistu suhde on: tangenttiehto vääristymän poistamiseksi ja siniehto kalvon kooman poistamiseksi eivät täyty samaan aikaan, joten vääristymä ja optinen kromaattinen aberraatio Samaa ei voida poistaa kokonaan, vain parantaa.
Yllä olevassa kuvassa kuvan korkeuden ja kohteen korkeuden välillä on suhteellinen suhde, ja näiden kahden välinen suhde on suurennus.
Ihanteellisessa kuvantamisjärjestelmässä kohteen tason ja linssin välinen etäisyys pidetään kiinteänä ja suurennus on tietty arvo, joten kuvan ja kohteen välillä on vain suhteellinen suhde, ei vääristymiä ollenkaan.
Kuitenkin varsinaisessa kuvantamisjärjestelmässä, koska pääsäteen pallopoikkeama vaihtelee kenttäkulman kasvaessa, suurennus ei ole enää vakio konjugoitujen objektien parin kuvatasolla, eli suurennus kuvan keskipiste ja reunan suurennus ovat epäjohdonmukaisia, kuva menettää samankaltaisuutensa kohteen kanssa. Tätä kuvaa vääristävää virhettä kutsutaan vääristymäksi.
2.2 Miten vääristymä vaikuttaa tarkkuuteen
Ensinnäkin AT (Aerial Triangulation) -virhe vaikuttaa tiheän pistepilven virheeseen ja siten 3D-mallin suhteelliseen virheeseen. Siksi neliökeskiarvo (RMS of Reprojection Error) on yksi tärkeimmistä indikaattoreista, jotka heijastavat objektiivisesti lopullista mallinnuksen tarkkuutta. Tarkistamalla RMS-arvo 3D-mallin tarkkuus voidaan yksinkertaisesti arvioida. Mitä pienempi RMS-arvo on, sitä suurempi on mallin tarkkuus.
2.3 Mitkä tekijät vaikuttavat linssin vääristymiseen?
polttoväli
Yleensä mitä pidempi kiinteän tarkennuksen objektiivin polttoväli on, sitä pienempi on vääristymä; mitä lyhyempi polttoväli, sitä suurempi vääristymä. Vaikka ultrapitkän polttoväliobjektiivin (tele-objektiivin) vääristymä on jo hyvin pieni, itse asiassa lentokorkeuden ja muiden parametrien huomioon ottamiseksi antennimittauskameran linssin polttoväliä ei voida säätää. niin pitkä.Esimerkiksi seuraava kuva on Sonyn 400 mm teleobjektiivi. Voit nähdä, että linssin vääristymä on hyvin pieni, lähes 0,5 %:n sisällä. Mutta ongelmana on, että jos käytät tätä objektiivia keräämään valokuvia 1 cm:n resoluutiolla ja lentokorkeus on jo 820m.Antakaa dronen lentää tällä korkeudella on täysin epärealistista.
Linssien käsittely
Linssien käsittely on monimutkaisin ja tarkin vaihe linssien valmistusprosessissa, ja siihen kuuluu vähintään 8 prosessia. Esiprosessi sisältää nitraattimateriaali-tynnyrin taitto-hiekka-ripustus-hionta, ja jälkikäsittelyssä ydin-pinnoitus-adheesio-mustepinnoitus. Käsittelytarkkuus ja käsittelyympäristö määräävät suoraan optisten linssien lopullisen tarkkuuden.
Alhaisella prosessointitarkkuudella on kohtalokas vaikutus kuvan vääristymiseen, mikä johtaa suoraan linssin epätasaiseen vääristymiseen, jota ei voida parametroida tai korjata, mikä vaikuttaa vakavasti 3D-mallin tarkkuuteen.
Objektiivin asennus
kuvio 1 esittää linssin kallistuksen linssin asennusprosessin aikana;
Kuva 2 osoittaa, että linssi ei ole samankeskinen linssin asennusprosessin aikana;
Kuva 3 näyttää oikean asennuksen.
Yllä mainituissa kolmessa tapauksessa asennusmenetelmät kahdessa ensimmäisessä tapauksessa ovat kaikki "väärää" kokoonpanoa, mikä tuhoaa korjatun rakenteen, mikä johtaa erilaisiin ongelmiin, kuten sumeaan, epätasaiseen näyttöön ja hajaantumiseen. Siksi tiukka tarkkuusvalvonta vaaditaan edelleen käsittelyn ja kokoonpanon aikana.
Linssin kokoonpanoprosessi
Linssin kokoonpanoprosessi tarkoittaa koko linssimoduulin ja kuvantamisanturin prosessia. Parametrit, kuten orientointielementin pääpisteen sijainti ja tangentiaalinen vääristymä kameran kalibrointiparametreissa, kuvaavat kokoonpanovirheen aiheuttamia ongelmia.
Yleisesti ottaen pieni määrä kokoonpanovirheitä voidaan hyväksyä (tietenkin mitä suurempi kokoonpanotarkkuus, sitä parempi). Niin kauan kuin kalibrointiparametrit ovat tarkkoja, kuvan vääristymä voidaan laskea tarkemmin ja sitten kuvan vääristymä voidaan poistaa. Tärinä voi myös saada linssin liikkumaan hieman ja saada objektiivin vääristymäparametrit muuttumaan. Tästä syystä perinteinen antennimittauskamera on korjattava ja kalibroitava uudelleen tietyn ajan kuluttua.
2.3 Rainpoon vino kameran linssi
Kaksinkertainen Gauβ rakenne
Vinokuvauksessa on monia vaatimuksia objektiiville: sen on oltava pienikokoinen, kevyt, vähäinen kuvan vääristymä ja kromaattinen poikkeama, korkea värintoisto ja korkea resoluutio. Linssirakennetta suunniteltaessa Rainpoon linssissä käytetään kaksois-Gauβ-rakennetta, kuten kuvasta näkyy:
Rakenne on jaettu linssin etuosaan, kalvoon ja linssin takaosaan. Etu- ja takaosa voivat näyttää "symmetrisiltä" kalvon suhteen. Tällainen rakenne sallii joidenkin edessä ja takana syntyneiden kromaattisten aberraatioiden kumoamisen, joten sillä on suuria etuja kalibroinnissa ja linssin koon hallinnassa myöhäisessä vaiheessa.
Asfäärinen peili
Viistokamerassa, joka on integroitu viidellä objektiivilla, jos kunkin objektiivin paino kaksinkertaistuu, kamera painaa viisi kertaa; jos jokainen linssi kaksinkertaistuu, vinokamera vähintään kaksinkertaistuu. Siksi suunnittelussa on käytettävä asfäärisiä linssejä, jotta saavutetaan korkea kuvanlaatu ja samalla varmistetaan, että aberraatio ja äänenvoimakkuus ovat mahdollisimman pieniä.
Asfääriset linssit voivat kohdistaa pallomaisen pinnan läpi sironneen valon takaisin tarkennukseen, ei vain voi saada korkeampaa resoluutiota, tehdä värintoistoasteesta korkea, mutta myös suorittaa poikkeaman korjauksen pienellä määrällä linssejä, vähentää linssien määrää. kamera kevyempi ja pienempi.
Vääristymän korjaus tekniikka
Kokoonpanoprosessin virhe aiheuttaa linssin tangentiaalisen vääristymän lisääntymisen. Tämän kokoonpanovirheen vähentäminen on vääristymän korjausprosessi. Seuraavassa kuvassa on kaavio linssin tangentiaalisesta vääristymisestä. Yleisesti ottaen särösiirtymä on symmetrinen suhteessa vasempaan alakulmaan——oikeaan yläkulmaan, mikä osoittaa, että linssillä on kiertokulma kohtisuorassa suuntaan nähden, mikä johtuu kokoonpanovirheistä.
Siksi Rainpoo on suorittanut sarjan tiukkoja suunnittelua, käsittelyä ja kokoonpanoa koskevia tarkastuksia varmistaakseen kuvan korkean tarkkuuden ja laadun:
Suunnittelun alkuvaiheessa linssin kokoonpanon koaksiaalisuuden varmistamiseksi mahdollisimman pitkälle varmistaa, että kaikki linssin asennustasot käsitellään yhdellä kiinnityksellä;
② Tuotujen metalliseossorvaustyökalujen käyttäminen korkean tarkkuuden sorveissa varmistaaksesi, että koneistustarkkuus saavuttaa IT6-tason, erityisesti sen varmistamiseksi, että koaksiaalisuustoleranssi on 0,01 mm;
③Jokainen linssi on varustettu joukolla erittäin tarkkoja volframiteräksisiä tulppamittareita sisäpinnalla (jokainen koko sisältää vähintään 3 erilaista toleranssistandardia), jokainen osa tarkastetaan tiukasti ja sijaintitoleranssit, kuten yhdensuuntaisuus ja kohtisuora, havaitaan kolmen koordinaatin mittauslaite;
④Kun jokainen linssi on valmistettu, se on tarkastettava, mukaan lukien projektioresoluutio ja karttatestit sekä erilaiset indikaattorit, kuten objektiivin resoluutio ja värintoisto.
Rainpoon linssien RMS tec
+8619808149372