1.хроматична аберация
1.1 Какво е хроматична аберация
Хроматичната аберация се причинява от разликата в пропускливостта на материала. Естествената светлина се състои от област на видима светлина с обхват на дължина на вълната от 390 до 770 nm, а останалата част е спектърът, който човешкото око не може да види. Тъй като материалите имат различни показатели на пречупване за различни дължини на вълната на цветната светлина, всяка цветна светлина има различна позиция на изображението и увеличение, което води до хроматизъм на позицията.
1.2 Как хроматичната аберация влияе върху качеството на изображението
(1) Поради различни дължини на вълната и коефициент на пречупване на различни цветове на светлината, точката на обекта не може да бъде добре фокусирана в ЕДНА перфектна точка на изображението, така че снимката ще бъде замъглена.
(2) Също така, поради различното увеличение на различните цветове, ще има „линии на дъгата“ по ръба на точките на изображението.
1.3 Как хроматичната аберация влияе на 3D модела
Когато точките на изображението имат „линии на дъгата“, това ще повлияе на софтуера за 3D моделиране да съответства на същата точка. За един и същи обект съвпадението на три цвята може да причини грешка поради „линиите на дъгата“. Когато тази грешка се натрупа достатъчно голяма, тя ще причини „стратификация“.
1.4 Как да премахнем хроматичната аберация
Използването на различен коефициент на пречупване и различна дисперсия на комбинацията от стъкло може да премахне хроматичната аберация. Например, използвайте стъкло с нисък коефициент на пречупване и ниско дисперсионно стъкло като изпъкнали лещи и стъкло с висок коефициент на пречупване и висока дисперсия като вдлъбнати лещи.
Такава комбинирана леща има по-късо фокусно разстояние при средната дължина на вълната и по-голямо фокусно разстояние при дългите и късите вълнови лъчи. Чрез регулиране на сферичната кривина на лещата, фокусните разстояния на синята и червената светлина могат да бъдат точно равни, което основно елиминира хроматичната аберация.
Вторичен спектър
Но хроматичната аберация не може да бъде напълно елиминирана. След използване на комбинирания обектив, оставащата хроматична аберация се нарича "вторичен спектър". Колкото по-дълго е фокусното разстояние на обектива, толкова повече остават хроматични аберации. Следователно, за въздушни изследвания, които изискват високоточни измервания, вторичният спектър не може да бъде пренебрегнат.
На теория, ако светлинната лента може да бъде разделена на синьо-зелени и зелено-червени интервали и към тези два интервала се приложат ахроматични техники, вторичният спектър може да бъде основно елиминиран. Въпреки това, чрез изчисления е доказано, че ако е ахроматична за зелена светлина и червена светлина, хроматичната аберация на синята светлина става голяма; ако е ахроматична за синя светлина и зелена светлина, хроматичната аберация на червената светлина става голяма. Изглежда, че това е труден проблем и няма отговор, упоритият вторичен спектър не може да бъде напълно елиминиран.
Апохроматичен（APO）технология
За щастие, теоретичните изчисления са намерили начин за APO, който е да се намери специален материал за оптични лещи, чиято относителна дисперсия на синя светлина към червена светлина е много ниска, а тази на синя светлина към зелена светлина е много висока.
Флуоритът е такъв специален материал, неговата дисперсия е много ниска, а част от относителната дисперсия е близка до много оптични стъкла. Флуоритът има относително нисък коефициент на пречупване, слабо е разтворим във вода и има лоша технологична способност и химическа стабилност, но поради отличните си ахроматични свойства, той се превръща в ценен оптичен материал.
Има много малко чист насипен флуорит, който може да се използва за оптични материали в природата, съчетано с тяхната висока цена и трудност при обработка, флуоритните лещи се превърнаха в синоним на лещи от висок клас. Различни производители на лещи не спестиха усилия да намерят заместители на флуорита. Стъклото с флуорна корона е едно от тях, а AD стъклото, ED стъклото и UD стъклото са такива заместители.
Наклонените камери Rainpoo използват ED стъкло с изключително ниска дисперсия като обектив на камерата, за да направят аберацията и изкривяването много малки. Не само намалява вероятността от разслояване, но и ефектът на 3D модела е значително подобрен, което значително подобрява ефекта на ъглите на сградата и фасадата.
2、Изкривяване
2.1 Какво е изкривяване
Изкривяването на обектива всъщност е общ термин за изкривяване на перспективата, тоест изкривяване, причинено от перспектива. Този вид изкривяване ще има много лошо влияние върху точността на фотограметрията. В крайна сметка, целта на фотограметрията е да възпроизвежда, а не да преувеличава, така че се изисква снимките да отразяват истинската информация за мащаба на земните характеристики, доколкото е възможно.
Но тъй като това е присъщата характеристика на лещата (изпъкналата леща събира светлината, а вдлъбнатата леща отклонява светлината), връзката, изразена в оптичния дизайн е: тангентното условие за елиминиране на изкривяването и условието за синус за елиминиране на кома на диафрагмата не могат да бъдат удовлетворени при същото време, така че изкривяването и оптичната хроматична аберация. Същото не може да бъде елиминирано напълно, а само подобрено.
На фигурата по-горе има пропорционална връзка между височината на изображението и височината на обекта, а съотношението между двете е увеличението.
В идеалната система за изобразяване разстоянието между равнината на обекта и обектива се поддържа фиксирано, а увеличението е определена стойност, така че има само пропорционална връзка между изображението и обекта, без никакво изкривяване.
Въпреки това, в действителната система за изображения, тъй като сферичната аберация на главния лъч варира с увеличаването на ъгъла на полето, увеличението вече не е константа в равнината на изображението на двойка конюгирани обекти, т.е. увеличението в центърът на изображението и увеличението на ръба са несъвместими, изображението губи сходството си с обекта. Този дефект, който деформира изображението, се нарича изкривяване.
2.2 Как изкривяването влияе на точността
Първо, грешката на AT (въздушна триангулация) ще повлияе на грешката на плътния облак от точки и по този начин на относителната грешка на 3D модела. Следователно средният квадрат (RMS на грешката при препроекция) е един от важните показатели, които отразяват обективно крайната точност на моделирането. Чрез проверка на RMS стойността може просто да се прецени точността на 3D модела. Колкото по-малка е RMS стойността, толкова по-висока е точността на модела.
2.3 Кои са факторите, които влияят на изкривяването на обектива
фокусно разстояние
Като цяло, колкото по-дълго е фокусното разстояние на обектив с фиксиран фокус, толкова по-малко е изкривяването; колкото по-късо е фокусното разстояние, толкова по-голямо е изкривяването. Въпреки че изкривяването на обектива с ултра голямо фокусно разстояние (телеобектив) вече е много малко, всъщност, за да се вземе предвид височината на полета и други параметри, фокусното разстояние на обектива на камерата за въздушно наблюдение не може да бъде толкова дълго.Например следната снимка е 400 мм телеобектив на Sony. Можете да видите, че изкривяването на обектива е много малко, почти контролирано в рамките на 0,5%. Но проблемът е, че ако използвате този обектив за събиране на снимки с резолюция 1см, а височината на полета вече е 820м.нека дрон да лети на тази височина е напълно нереалистично.
Обработка на обектива
Обработката на лещи е най-сложната и най-прецизна стъпка в производствения процес на лещи, включваща поне 8 процеса. Предварителният процес включва нитратен материал-сгъване на варел-пясък, висящо смилане, а последващият процес включва покритие на сърцевината-адхезия-мастило. Точността на обработка и средата на обработка директно определят крайната точност на оптичните лещи.
Ниската точност на обработка има фатален ефект върху изкривяването на изображението, което директно води до неравномерно изкривяване на обектива, което не може да бъде параметризирано или коригирано, което сериозно ще повлияе на точността на 3D модела.
Монтаж на лещи
Фигура 1 показва наклона на лещата по време на процеса на инсталиране на обектива;
Фигура 2 показва, че лещата не е концентрична по време на процеса на инсталиране на лещата;
Фигура 3 показва правилната инсталация.
В горните три случая методите за инсталиране в първите два случая са "грешно" сглобяване, което ще унищожи коригираната структура, което ще доведе до различни проблеми като замъгляване, неравномерен екран и дисперсия. Следователно все още се изисква строг прецизен контрол по време на обработка и монтаж.
Процес на сглобяване на обектива
Процесът на сглобяване на обектива се отнася до процеса на цялостния модул на обектива и сензора за изображения. Параметрите като позицията на основната точка на ориентационния елемент и тангенциалното изкривяване в параметрите за калибриране на камерата описват проблемите, причинени от грешката при сглобяване.
Най-общо казано, малък набор от грешки при сглобяване може да се толерира (разбира се, колкото по-висока е точността на сглобяване, толкова по-добре). Докато параметрите за калибриране са точни, изкривяването на изображението може да бъде изчислено по-точно и след това изкривяването на изображението може да бъде премахнато. Вибрацията може също да доведе до леко преместване на обектива и промяна на параметрите на изкривяването на обектива. Ето защо традиционната камера за въздушно наблюдение трябва да бъде фиксирана и повторно калибрирана след определен период от време.
2.3 Наклонен обектив на камерата на Rainpoo
Двойна Gauβ структура
Наклонената фотография има много изисквания към обектива, да бъде малък по размер, леко тегло, ниско изкривяване на изображението и хроматична аберация, високо възпроизвеждане на цветовете и висока разделителна способност. При проектирането на структурата на лещата, лещата на Rainpoo използва двойна Gauβ структура, както е показано на фигурата:
Структурата е разделена на предната част на лещата, диафрагмата и задната част на лещата. Предната и задната част могат да изглеждат "симетрични" по отношение на диафрагмата. Такава структура позволява някои от хроматичните аберации, генерирани в предната и задната част, да се компенсират взаимно, така че има големи предимства при калибриране и контрол на размера на лещите в късния етап.
Асферично огледало
За наклонена камера, интегрирана с пет обектива, ако всеки обектив удвои теглото си, камерата ще тежи пет пъти; ако всеки обектив се удвои по дължина, тогава наклонената камера ще се удвои поне. Следователно, при проектирането, за да се получи високо ниво на качество на картината, като се гарантира, че аберацията и обемът са възможно най-малки, трябва да се използват асферични лещи.
Асферичните лещи могат да префокусират светлината, разпръсната през сферичната повърхност обратно към фокуса, не само могат да получат по-висока разделителна способност, да направят висока степен на възпроизвеждане на цветовете, но също така могат да завършат корекция на аберацията с малък брой лещи, да намалят броя на лещите, които трябва да се направят камерата е по-лека и по-малка.
Корекция на изкривяването технология
Грешката в процеса на сглобяване ще доведе до увеличаване на тангенциалното изкривяване на обектива. Намаляването на тази грешка при сглобяването е процесът на корекция на изкривяването. Следващата фигура показва схематична диаграма на тангенциалното изкривяване на обектив. Като цяло изместването на изкривяването е симетрично по отношение на долния ляв—-горния десен ъгъл, което показва, че лещата има ъгъл на завъртане, перпендикулярен на посоката, което е причинено от грешки при сглобяване.
Ето защо, за да осигури висока точност и качество на изображенията, Rainpoo направи серия от строги проверки на дизайна, обработката и сглобяването:
В ранния етап на проектиране, за да се гарантира коаксиалността на монтажа на лещите, доколкото е възможно, за да се гарантира, че всички равнини на монтаж на лещи се обработват с едно затягане;
②Използване на вносни инструменти за струговане на сплав на високопрецизни стругове, за да се гарантира, че точността на обработка достига ниво IT6, особено за да се гарантира, че толерансът на коаксиалност е 0,01 mm;
③Всяка леща е оборудвана с набор от високопрецизни измервателни уреди от волфрамова стомана на вътрешната кръгла повърхност (всеки размер съдържа най-малко 3 различни толерантни стандарта), всяка част е стриктно инспектирана и толерансите на позицията като паралелизъм и перпендикулярност се откриват от трикоординативен измервателен уред;
④След производството на всеки обектив, той трябва да бъде проверен, включително тестове за разделителна способност и диаграма, както и различни показатели като разделителната способност и възпроизвеждането на цветовете на обектива.
RMS на лещите на Rainpoo tec
+8619808149372