1.kromatisk aberration
1.1 Vad är kromatisk aberration
Den kromatiska aberrationen orsakas av skillnaden i materialets transmissivitet. Naturligt ljus består av det synliga ljusområdet med ett våglängdsområde på 390 till 770 nm, och resten är det spektrum som det mänskliga ögat inte kan se. Eftersom materialen har olika brytningsindex för olika våglängder av färgat ljus, har varje färgljus en annan bildposition och förstoring, vilket resulterar i kromatism av position.
1.2 Hur påverkar kromatisk aberration bildkvaliteten
(1) På grund av olika våglängder och brytningsindex för olika ljusfärger kan objektpunkten inte fokuseras väl till EN perfekt bildpunkt, så bilden blir suddig.
(2) På grund av olika förstoringar av olika färger kommer det också att finnas "regnbågslinjer" vid kanten av bildpunkterna.
1.3 Hur påverkar kromatisk aberration 3D-modellen
När bildpunkterna har "regnbågslinjer", kommer det att påverka 3D-modelleringsmjukvaran att matcha samma punkt. För samma objekt kan matchningen av tre färger orsaka ett fel på grund av "regnbågens linjer". När detta fel ackumuleras tillräckligt stort kommer det att orsaka "stratifiering".
1.4 Hur man eliminerar kromatisk aberration
Användningen av olika brytningsindex och olika spridning av glaskombinationer kan eliminera kromatisk aberration. Använd till exempel glas med lågt brytningsindex och låg spridning som konvexa linser, och glas med högt brytningsindex och hög dispersion som konkava linser.
En sådan kombinerad lins har en kortare brännvidd vid mellanvåglängden och en längre brännvidd vid de långa och korta vågstrålarna. Genom att justera linsens sfäriska krökning kan brännvidderna för det blåa och röda ljuset vara exakt lika, vilket i princip eliminerar den kromatiska aberrationen.
Sekundärt spektrum
Men kromatisk aberration kan inte helt elimineras. Efter användning av den kombinerade linsen kallas den återstående kromatiska aberrationen "sekundärt spektrum". Ju längre brännvidd objektivet har, desto mer återstår kromatisk aberration. Därför kan det sekundära spektrumet inte ignoreras för flygundersökningar som kräver högexakta mätningar.
I teorin, om ljusbandet kan delas upp i blågröna och grönröda intervall, och akromatiska tekniker tillämpas på dessa två intervall, kan det sekundära spektrumet i princip elimineras. Det har emellertid bevisats genom beräkningar att om akromatisk för grönt ljus och rött ljus, blir den kromatiska aberrationen för blått ljus stor; om akromatisk för blått ljus och grönt ljus, blir den kromatiska aberrationen av rött ljus stor. Det verkar som att detta är ett svårt problem och har inget svar, det envisa sekundära spektrumet kan inte helt elimineras.
Apokromatisk（APO）tech
Lyckligtvis har teoretiska beräkningar hittat ett sätt för APO, vilket är att hitta ett speciellt optiskt linsmaterial vars relativa spridning av blått ljus till rött ljus är mycket låg och av blått ljus till grönt ljus är mycket hög.
Fluorit är ett så speciellt material, dess spridning är mycket låg, och en del av den relativa spridningen är nära många optiska glas. Fluorit har ett relativt lågt brytningsindex, är svagt lösligt i vatten och har dålig bearbetningsförmåga och kemisk stabilitet, men på grund av dess utmärkta akromatiska egenskaper blir det ett dyrbart optiskt material.
Det finns mycket få ren bulkfluorit som kan användas för optiska material i naturen, tillsammans med deras höga pris och svårighet att bearbeta, har fluoritlinser blivit synonymt med high-end linser. Olika linstillverkare har inte sparat några ansträngningar för att hitta substitut för fluorit. Fluor-kronglas är ett av dem, och AD-glas, ED-glas och UD-glas är sådana substitut.
Rainpoo snedställda kameror använder extremt låg dispersion ED-glas som kameralins för att göra aberration och distorsion mycket liten. Inte bara minskar sannolikheten för stratifiering, utan också 3D-modelleffekten har förbättrats avsevärt, vilket avsevärt förbättrar effekten av byggnadens hörn och fasad.
2、 Förvrängning
2.1 Vad är distorsion
Linsförvrängning är egentligen en allmän term för perspektivförvrängning, det vill säga förvrängning orsakad av perspektiv. Denna typ av förvrängning kommer att ha ett mycket dåligt inflytande på fotogrammetrins noggrannhet. När allt kommer omkring är syftet med fotogrammetri att reproducera, inte överdriva, så det krävs att foton så mycket som möjligt ska återspegla den verkliga skalinformationen för markelementen.
Men eftersom detta är linsens inneboende egenskap (konvex lins konvergerar ljus och konkav lins divergerar ljus), är förhållandet uttryckt i optisk design: tangentvillkoret för att eliminera distorsion och sinusvillkoret för eliminering av koma i diafragman kan inte uppfyllas vid samtidigt, så distorsion och optisk kromatisk aberration Detsamma kan inte elimineras helt, bara förbättras.
I figuren ovan finns det ett proportionellt samband mellan bildhöjden och objekthöjden, och förhållandet mellan de två är förstoringen.
I ett idealiskt bildsystem hålls avståndet mellan objektplanet och linsen fixerat, och förstoringen är ett visst värde, så det finns bara ett proportionellt förhållande mellan bilden och objektet, ingen förvrängning alls.
Men i det faktiska avbildningssystemet, eftersom den sfäriska aberrationen hos huvudstrålen varierar med ökningen av fältvinkeln, är förstoringen inte längre en konstant på bildplanet för ett par konjugerade objekt, det vill säga förstoringen i bildens mitt och förstoringen av kanten är inkonsekventa, bilden förlorar sin likhet med objektet. Denna defekt som deformerar bilden kallas distorsion.
2.2 Hur påverkar distorsion noggrannheten
För det första kommer felet i AT (Aerial Triangulation) att påverka felet i det täta punktmolnet, och därmed det relativa felet för 3D-modellen. Därför är rotmedelkvadraten (RMS of Reprojection Error) en av de viktiga indikatorerna som objektivt återspeglar den slutliga modelleringsnoggrannheten. Genom att kontrollera RMS-värdet kan 3D-modellens noggrannhet enkelt bedömas. Ju mindre RMS-värdet är, desto högre noggrannhet har modellen.
2.3 Vilka är de faktorer som påverkar linsens distorsion
brännvidd
Generellt gäller att ju längre brännvidd ett objektiv med fast fokus har, desto mindre blir distorsionen; ju kortare brännvidd, desto större förvrängning. Även om förvrängningen av linsen med ultralång brännvidd (tele-linsen) redan är mycket liten, för att ta hänsyn till flyghöjden och andra parametrar, kan brännvidden för objektivet på antennkameran inte vara så länge.Till exempel är följande bild ett Sony 400 mm teleobjektiv. Du kan se att linsens distorsion är mycket liten, nästan kontrollerad inom 0,5 %. Men problemet är att om du använder den här linsen för att samla in bilder med en upplösning på 1 cm, och flyghöjden är redan 820m. låt drönare flyga på denna höjd är helt orealistiskt.
Linsbehandling
Linsbehandling är det mest komplexa och högsta precisionssteget i linsproduktionsprocessen, som involverar minst 8 processer. Förprocessen inkluderar nitratmaterial-fatvikning-sandhängning-slipning, och efterprocessen tar kärnbeläggning-vidhäftning-bläckbeläggning. Bearbetningsnoggrannheten och bearbetningsmiljön bestämmer direkt den slutliga noggrannheten för optiska linser.
Låg bearbetningsnoggrannhet har en dödlig effekt på bildförvrängning, vilket direkt leder till ojämn linsförvrängning, som inte kan parametriseras eller korrigeras, vilket allvarligt kommer att påverka 3D-modellens noggrannhet.
Linsinstallation
Figur 1 visar linsens lutning under linsinstallationsprocessen;
Figur 2 visar att linsen inte är koncentrisk under linsinstallationsprocessen;
Figur 3 visar korrekt installation.
I de tre ovanstående fallen är installationsmetoderna i de två första fallen alla "fel" montering, vilket kommer att förstöra den korrigerade strukturen, vilket resulterar i olika problem som suddig, ojämn skärm och spridning. Därför krävs fortfarande strikt precisionskontroll under bearbetning och montering.
Linsmonteringsprocess
Linsmonteringsprocessen hänvisar till processen för den övergripande linsmodulen och bildsensorn. Parametrarna som positionen för orienteringselementets huvudpunkt och den tangentiella distorsionen i kamerans kalibreringsparametrar beskriver problemen som orsakas av monteringsfelet.
Generellt sett kan ett litet antal monteringsfel tolereras (naturligtvis, ju högre monteringsnoggrannhet desto bättre). Så länge kalibreringsparametrarna är korrekta kan bildförvrängningen beräknas mer exakt och sedan kan bildförvrängningen tas bort. Vibrationer kan också få linsen att röra sig något och göra att objektivets distorsionsparametrar ändras. Det är därför den traditionella flygmätningskameran måste fixas och omkalibreras efter en viss tid.
2.3 Rainpoos sneda kameralins
Dubbel Gaup strukturera
Snedfotografering har många krav på att objektivet ska vara litet i storlek, lätt i vikt, låg bildförvrängning och kromatisk aberration, hög färgåtergivning och hög upplösning. Vid design av linsstrukturen använder Rainpoos lins en dubbel Gauβ-struktur, som visas i figuren:
Strukturen är uppdelad i framsidan av linsen, diafragman och den bakre delen av linsen. Fram och bak kan framstå som "symmetriska" med avseende på membranet. En sådan struktur gör att några av de kromatiska aberrationerna som genereras fram och bak kan eliminera varandra, så det har stora fördelar i kalibrering och linsstorlekskontroll i det sena stadiet.
Asfärisk spegel
För en sned kamera integrerad med fem objektiv, om varje objektiv fördubblas i vikt, kommer kameran att väga fem gånger; om varje objektiv fördubblas i längd kommer den sneda kameran åtminstone att fördubblas i storlek. Därför måste asfäriska linser användas vid design, för att få en hög bildkvalitet samtidigt som aberrationen och volymen är så liten som möjligt.
Asfäriska linser kan omfokusera ljuset som sprids genom den sfäriska ytan tillbaka till fokus, inte bara kan få högre upplösning, göra färgåtergivningsgraden hög, utan kan också slutföra aberrationskorrigering med ett litet antal linser, minska antalet linser för att göra kameran lättare och mindre.
Förvrängningskorrigering tech
Felet i monteringsprocessen kommer att göra att linsens tangentiella distorsion ökar. Att reducera detta monteringsfel är processen för distorsionskorrigering. Följande figur visar det schematiska diagrammet över den tangentiella distorsionen av en lins. I allmänhet är distorsionsförskjutningen symmetrisk med avseende på det nedre vänstra - det övre högra hörnet, vilket indikerar att linsen har en rotationsvinkel vinkelrät mot riktningen, vilket orsakas av monteringsfel.
Därför, för att säkerställa den höga bildnoggrannheten och kvaliteten, har Rainpoo gjort en serie strikta kontroller av design, bearbetning och montering:
I det tidiga konstruktionsstadiet, för att säkerställa koaxialiteten hos linsmonteringen, så långt som möjligt för att säkerställa att alla linsinstallationsplan bearbetas av en fastspänning;
②Användning av importerade legeringssvarvverktyg på högprecisionssvarvar för att säkerställa att bearbetningsnoggrannheten når IT6-nivån, speciellt för att säkerställa att koaxialitetstoleransen är 0,01 mm;
③Varje lins är utrustad med en uppsättning högprecisionsmätare av volframstål på den inre cirkulära ytan (varje storlek innehåller minst 3 olika toleransstandarder), varje del är strikt inspekterad och positionstoleranser som parallellitet och vinkelräthet detekteras av en trekoordinatmätinstrument;
④Efter att varje lins har tillverkats måste den inspekteras, inklusive projektionsupplösning och diagramtester, och olika indikatorer som objektivets upplösning och färgåtergivning.
RMS för Rainpoos linser tec
+8619808149372