Paano nakakaapekto ang chromatic aberration at distortion sa ima

1.chromatic aberration

1.1 Ano ang chromatic aberration

Ang chromatic aberration ay sanhi ng pagkakaiba sa transmissivity ng materyal. Ang natural na liwanag ay binubuo ng nakikitang liwanag na rehiyon na may wavelength na hanay na 390 hanggang 770 nm, at ang iba ay ang spectrum na hindi nakikita ng mata ng tao. Dahil ang mga materyales ay may iba't ibang mga indeks ng repraktibo para sa iba't ibang mga wavelength ng may kulay na liwanag, ang bawat kulay na ilaw ay may iba't ibang posisyon ng imaging at magnification, na nagreresulta sa chromatism ng posisyon.

1.2 Paano nakakaapekto ang chromatic aberration sa kalidad ng imahe

(1) Dahil sa iba't ibang wavelength at refractive index ng iba't ibang kulay ng liwanag, ang object-point ay hindi maitutuon ng mabuti sa ISANG perpektong image-point, kaya ang larawan ay magiging blur.

(2) Gayundin, dahil sa iba't ibang pagpapalaki ng iba't ibang kulay, magkakaroon ng "mga linya ng bahaghari" sa gilid ng mga punto ng imahe.

1.3 Paano nakakaapekto ang chromatic aberration sa 3D na modelo

Kapag ang mga image-point ay may "rainbow lines", makakaapekto ito sa 3D modeling software upang tumugma sa parehong-point. Para sa parehong bagay, ang pagtutugma ng tatlong kulay ay maaaring magdulot ng error dahil sa "mga linya ng bahaghari". Kapag ang error na ito ay naipon nang malaki, magdudulot ito ng "stratification".

1.4 Paano alisin ang chromatic aberration

Ang paggamit ng iba't ibang refractive index at iba't ibang pagpapakalat ng kumbinasyon ng salamin ay maaaring alisin ang chromatic aberration. Halimbawa, gumamit ng mababang refractive index at mababang dispersion glass bilang convex lenses, at high refractive index at high dispersion glass bilang concave lens.

Ang nasabing pinagsamang lens ay may mas maikling focal length sa gitnang wavelength at mas mahabang focal length sa mahaba at maikling wave ray. Sa pamamagitan ng pagsasaayos ng spherical curvature ng lens, ang focal length ng asul at pulang ilaw ay maaaring maging eksaktong pantay, na karaniwang nag-aalis ng chromatic aberration.

Pangalawang spectrum

Ngunit ang chromatic aberration ay hindi maaaring ganap na maalis. Pagkatapos gamitin ang pinagsamang lens, ang natitirang chromatic aberration ay tinatawag na "secondary spectrum". Kung mas mahaba ang focal length ng lens, mas maraming natitirang chromatic aberration. Samakatuwid, para sa aerial survey na nangangailangan ng mataas na tumpak na mga sukat, ang pangalawang spectrum ay hindi maaaring balewalain.

Sa teorya, kung ang light band ay maaaring nahahati sa asul-berde at berde-pula na mga pagitan, at ang mga achromatic na pamamaraan ay inilapat sa dalawang pagitan, ang pangalawang spectrum ay maaaring maalis talaga. Gayunpaman, napatunayan sa pamamagitan ng pagkalkula na kung achromatic para sa berdeng ilaw at pulang ilaw, ang chromatic aberration ng asul na liwanag ay nagiging malaki; kung achromatic para sa asul na ilaw at berdeng ilaw, ang chromatic aberration ng pulang ilaw ay nagiging malaki. Tila ito ay isang mahirap na problema at walang sagot, ang matigas na pangalawang spectrum ay hindi maaaring ganap na maalis.

Apochromatic（APO）tech

Sa kabutihang palad, ang mga teoretikal na kalkulasyon ay nakahanap ng isang paraan para sa APO, na kung saan ay upang makahanap ng isang espesyal na materyal ng optical lens na ang relatibong dispersion ng asul na liwanag sa pulang ilaw ay napakababa at ang asul na liwanag sa berdeng ilaw ay napakataas.

Ang fluorite ay isang espesyal na materyal, ang pagpapakalat nito ay napakababa, at ang bahagi ng kamag-anak na pagpapakalat ay malapit sa maraming salamin sa mata. Ang fluorite ay may medyo mababang refractive index, bahagyang natutunaw sa tubig, at may mahinang proseso-kakayahan at katatagan ng kemikal, ngunit dahil sa mahusay na achromatic na katangian nito, ito ay nagiging isang mahalagang optical material.

Mayroong napakakaunting purong bulk fluorite na maaaring magamit para sa mga optical na materyales sa kalikasan, kasama ng kanilang mataas na presyo at kahirapan sa pagproseso, ang mga fluorite lens ay naging kasingkahulugan ng mga high-end na lente. Ang iba't ibang mga tagagawa ng lens ay hindi nagligtas ng pagsisikap na maghanap ng mga kapalit para sa fluorite. Ang fluorine-crown glass ay isa sa mga ito, at ang AD glass, ED glass at UD glass ay mga kapalit.

Ang mga Rainpoo oblique camera ay gumagamit ng napakababang dispersion na ED glass bilang lens ng camera upang gawing napakaliit ang aberasyon at distortion. Hindi lamang binabawasan ang posibilidad ng stratification, kundi pati na rin ang epekto ng 3D na modelo ay lubos na napabuti, na makabuluhang nagpapabuti sa epekto ng mga sulok ng gusali at harapan.

2, pagbaluktot

2.1 Ano ang pagbaluktot

Ang pagbaluktot ng lens ay talagang isang pangkalahatang termino para sa pagbaluktot ng pananaw, iyon ay, pagbaluktot na dulot ng pananaw. Ang ganitong uri ng pagbaluktot ay magkakaroon ng napakasamang impluwensya sa katumpakan ng photogrammetry. Pagkatapos ng lahat, ang layunin ng photogrammetry ay upang magparami, hindi magpalaki, kaya kinakailangan na ang mga larawan ay dapat magpakita ng totoong sukat ng impormasyon ng mga tampok sa lupa hangga't maaari.

Ngunit dahil ito ang likas na katangian ng lens (convex lens converges light at concave lens diverges light), ang relasyon na ipinahayag sa optical na disenyo ay: ang tangent na kondisyon para sa pag-aalis ng distortion at ang sine condition para sa pag-aalis ng coma ng diaphragm ay hindi maaaring masiyahan sa sa parehong oras, kaya pagbaluktot at optical chromatic aberration Ang parehong ay hindi maaaring ganap na maalis, lamang mapabuti.

Sa figure sa itaas, mayroong proporsyonal na relasyon sa pagitan ng taas ng imahe at taas ng bagay, at ang ratio sa pagitan ng dalawa ay ang magnification.

Sa isang perpektong sistema ng imaging, ang distansya sa pagitan ng object plane at ng lens ay pinananatiling maayos, at ang magnification ay isang tiyak na halaga, kaya mayroon lamang isang proporsyonal na relasyon sa pagitan ng imahe at ang bagay, walang pagbaluktot sa lahat.

Gayunpaman, sa aktwal na sistema ng imaging, dahil ang spherical aberration ng chief ray ay nag-iiba sa pagtaas ng field angle, ang magnification ay hindi na pare-pareho sa image plane ng isang pares ng conjugate object, iyon ay, ang magnification sa ang gitna ng imahe at ang paglaki ng gilid ay hindi pare-pareho, ang imahe ay nawawala ang pagkakapareho nito sa bagay. Ang depektong ito na nagpapabago sa imahe ay tinatawag na distortion.

2.2 Paano nakakaapekto ang pagbaluktot sa katumpakan

Una, ang error ng AT(Aerial Triangulation) ay makakaapekto sa error ng dense point cloud, at sa gayon ay ang relatibong error ng 3D na modelo. Samakatuwid, ang root mean square (RMS of Reprojection Error) ay isa sa mahahalagang indicator na obhetibong sumasalamin sa panghuling katumpakan ng pagmomodelo. Sa pamamagitan ng pagsuri sa halaga ng RMS , ang katumpakan ng 3D na modelo ay maaaring hatulan lamang. Kung mas maliit ang halaga ng RMS, mas mataas ang katumpakan ng modelo.

2.3 Ano ang mga salik na nakakaapekto sa pagbaluktot ng lens

Focal length
Sa pangkalahatan, mas mahaba ang focal length ng isang fixed-focus lens, mas maliit ang distortion; mas maikli ang focal length, mas malaki ang distortion. Kahit na ang pagbaluktot ng ultra-long focal length lens(tele lens) ay napakaliit na, sa katunayan, upang isaalang-alang ang taas ng flight at iba pang mga parameter, ang focal length ng lens ng aerial-survey camera ay hindi maaaring ganun katagal.Halimbawa, ang sumusunod na larawan ay isang Sony 400mm tele lens. Maaari mong makita na ang pagbaluktot ng lens ay napakaliit, halos kontrolado sa loob ng 0.5%. Ngunit ang problema ay kung gagamitin mo ang lens na ito upang mangolekta ng mga larawan sa isang resolution na 1cm, at ang flight altitude ay 820m na. hayaan ang drone na lumipad sa altitude na ito ay ganap na hindi makatotohanan.

Pagproseso ng lens

Ang pagpoproseso ng lens ay ang pinakakumplikado at pinakamataas na katumpakan na hakbang sa proseso ng paggawa ng lens, na kinasasangkutan ng hindi bababa sa 8 proseso. Kasama sa pre-process ang nitrate material-barrel folding-sand hanging-grinding, at ang post-process ay tumatagal ng core-coating-adhesion-ink coating. Direktang tinutukoy ng katumpakan ng pagpoproseso at kapaligiran sa pagpoproseso ang panghuling katumpakan ng mga optical lens.

Ang mababang katumpakan sa pagpoproseso ay may nakamamatay na epekto sa pagbaluktot ng imaging, na direktang humahantong sa hindi pantay na pagbaluktot ng lens, na hindi ma-parameter o maitama, na seryosong makakaapekto sa katumpakan ng 3D na modelo.

Pag-install ng lens

Ipinapakita ng Figure 1 ang lens tilt sa panahon ng proseso ng pag-install ng lens;

Ipinapakita ng Figure 2 na ang lens ay hindi concentric sa panahon ng proseso ng pag-install ng lens;

Ipinapakita ng Figure 3 ang tamang pag-install.

Sa tatlong kaso sa itaas, ang mga paraan ng pag-install sa unang dalawang kaso ay pawang "maling" pagpupulong, na sisira sa naitama na istraktura, na nagreresulta sa iba't ibang mga problema tulad ng malabo, hindi pantay na screen at pagpapakalat. Samakatuwid, ang mahigpit na kontrol sa katumpakan ay kinakailangan pa rin sa panahon ng pagproseso at pagpupulong.

Proseso ng pagpupulong ng lens

Ang proseso ng pagpupulong ng lens ay tumutukoy sa proseso ng pangkalahatang module ng lens at ang imaging sensor. Ang mga parameter tulad ng posisyon ng pangunahing punto ng elemento ng oryentasyon at ang tangential distortion sa mga parameter ng pagkakalibrate ng camera ay naglalarawan ng mga problemang dulot ng error sa pagpupulong.

Sa pangkalahatan, ang isang maliit na hanay ng mga error sa pagpupulong ay maaaring tiisin (siyempre, mas mataas ang katumpakan ng pagpupulong, mas mabuti). Hangga't ang mga parameter ng pagkakalibrate ay tumpak, ang pagbaluktot ng imahe ay maaaring kalkulahin nang mas tumpak, at pagkatapos ay ang pagbaluktot ng imahe ay maaaring alisin. Ang vibration ay maaari ding maging sanhi ng bahagyang paggalaw ng lens at maging sanhi ng pagbabago ng mga parameter ng pagbaluktot ng lens. Ito ang dahilan kung bakit ang tradisyunal na aerial survey camera ay kailangang ayusin at muling i-calibrate pagkatapos ng isang yugto ng panahon .

2.3 Ang pahilig na lens ng camera ng Rainpoo

Doble Gauβ istraktura

Ang oblique photography ay maraming kinakailangan para sa lens, upang maging maliit sa laki, magaan ang timbang, mababa sa pagbaluktot ng imahe at chromatic aberration, mataas sa pagpaparami ng kulay, at mataas sa resolution. Kapag nagdidisenyo ng istraktura ng lens, ang lens ng Rainpoo ay gumagamit ng double Gauβ na istraktura, tulad ng ipinapakita sa figure:
Ang istraktura ay nahahati sa harap ng lens, ang dayapragm, at ang likuran ng lens. Ang harap at likuran ay maaaring maging "symmetrical" na may paggalang sa diaphragm. Ang ganitong istraktura ay nagbibigay-daan sa ilan sa mga chromatic aberrations na nabuo sa harap at likuran na kanselahin ang isa't isa, kaya ito ay may mahusay na mga pakinabang sa pagkakalibrate at lens size-control sa huling yugto.

Aspheric na salamin

Para sa isang pahilig na camera na isinama sa limang lens, kung ang bawat lens ay doble sa timbang, ang camera ay tumitimbang ng limang beses; kung ang bawat lens ay doble ang haba, ang pahilig na camera ay hindi bababa sa doble sa laki. Samakatuwid, kapag nagdidisenyo, upang makakuha ng mataas na antas ng kalidad ng larawan habang tinitiyak na ang aberration at volume ay kasing liit hangga't maaari, dapat gumamit ng mga aspheric lens.

Maaaring i-focus muli ng mga aspherical lens ang liwanag na nakakalat sa spherical surface pabalik sa focus, hindi lamang maaaring makakuha ng mas mataas na resolution, gawing mataas ang antas ng pagpaparami ng kulay, ngunit maaari ring kumpletuhin ang pagwawasto ng aberration sa isang maliit na bilang ng mga lente, bawasan ang bilang ng mga lente na gagawin. ang camera ay mas magaan at mas maliit.

Pagwawasto ng pagbaluktot tech

Ang error sa proseso ng pagpupulong ay magdudulot ng pagtaas ng tangential distortion ng lens. Ang pagbabawas ng error sa pagpupulong na ito ay ang proseso ng pagwawasto ng pagbaluktot. Ang sumusunod na figure ay nagpapakita ng schematic diagram ng tangential distortion ng isang lens. Sa pangkalahatan, simetriko ang distortion displacement na may kinalaman sa ibabang kaliwa——sa kanang sulok sa itaas, na nagpapahiwatig na ang lens ay may rotation angle na patayo sa direksyon, na sanhi ng mga error sa assembly.

Samakatuwid, upang matiyak ang mataas na katumpakan at kalidad ng imaging, ang Rainpoo ay gumawa ng isang serye ng mga mahigpit na pagsusuri sa disenyo, pagproseso at pagpupulong:

Sa maagang yugto ng disenyo, upang matiyak ang coaxiality ng pagpupulong ng lens, hangga't maaari upang matiyak na ang lahat ng mga eroplano ng pag-install ng lens ay naproseso sa pamamagitan ng isang clamping;

②Paggamit ng mga imported na alloy turning tool sa high-precision lathes upang matiyak na ang machining accuracy ay umabot sa IT6 level, lalo na upang matiyak na ang coaxiality tolerance ay 0.01mm;

③Ang bawat lens ay nilagyan ng isang set ng high-precision na tungsten steel plug gauge sa panloob na pabilog na ibabaw (bawat sukat ay naglalaman ng hindi bababa sa 3 iba't ibang pamantayan sa pagpapaubaya), ang bawat bahagi ay mahigpit na sinusuri, at ang mga pagpapaubaya sa posisyon tulad ng parallelism at perpendicularity ay nakikita ng isang tatlong-coordinate na instrumento sa pagsukat;

④Pagkatapos gawin ang bawat lens, dapat itong suriin, kasama ang projection resolution at mga pagsubok sa tsart, at iba't ibang indicator tulad ng resolution at color reproduction ng lens.