Kumaha chromatic aberration sarta distorsi mangaruhan ima

1.chromatic aberration

1.1 Naon chromatic aberration

The chromatic aberration disababkeun ku bédana dina transmissivity bahan. Cahya alam diwangun ku wewengkon cahaya katempo kalayan rentang panjang gelombang 390 nepi ka 770 nm, sarta sésana mangrupa spéktrum anu panon manusa teu bisa ningali. Kusabab bahanna gaduh indéks réfraktif anu béda pikeun panjang gelombang cahaya warna anu béda, unggal lampu warna ngagaduhan posisi pencitraan sareng pembesaran anu béda, anu nyababkeun kromatisme posisi.

1.2 Kumaha aberasi kromatik mangaruhan kualitas gambar

(1) Kusabab panjang gelombang anu béda sareng indéks réfraktif tina warna cahaya anu béda-béda, titik-obyek henteu tiasa difokuskeun kana SATU titik gambar anu sampurna, ku kituna poto bakal kabur.

(2) Ogé, alatan pembesaran béda tina kelir béda, bakal aya "garis katumbiri" di ujung gambar-titik.

1.3 Kumaha chromatic aberration mangaruhan model 3D

Nalika titik-gambar gaduh "garis katumbiri", éta bakal mangaruhan parangkat lunak modél 3D pikeun cocog sareng titik anu sami. Pikeun objék anu sarua, cocog tilu warna bisa ngabalukarkeun kasalahan alatan "garis katumbiri". Nalika kasalahan ieu accumulates cukup badag, bakal ngabalukarkeun "stratifikasi".

1.4 Kumaha cara ngaleungitkeun aberasi kromatik

Pamakéan indéks réfraktif béda jeung dispersi béda tina kombinasi kaca bisa ngaleungitkeun chromatic aberration. Contona, make indéks réfraktif lemah sareng kaca dispersi handap salaku lénsa gilig, sarta indéks réfraktif tinggi jeung kaca dispersi tinggi salaku lénsa kerung.

Lénsa gabungan sapertos kitu gaduh panjang fokus anu langkung pondok dina panjang gelombang tengah sareng panjang fokus anu langkung panjang dina sinar gelombang panjang sareng pondok. Ku nyaluyukeun curvature buleud tina lensa, panjang fokus lampu biru jeung beureum bisa persis sarua, nu dasarna ngaleungitkeun aberration kromatis.

spéktrum sékundér

Tapi chromatic aberration teu bisa sagemblengna ngaleungitkeun. Sanggeus ngagunakeun lénsa gabungan, aberasi kromatik sésana disebut "spéktrum sekundér". Beuki panjang panjang fokus lensa, aberasi kromatik beuki sésana. Ku alatan éta, pikeun survéy hawa anu merlukeun pangukuran presisi luhur, spéktrum sekundér teu bisa dipaliré.

Dina tiori, lamun pita lampu bisa dibagi kana interval biru-héjo jeung héjo-beureum, sarta téhnik achromatic dilarapkeun ka dua interval ieu, spéktrum sekundér dasarna bisa ngaleungitkeun. Tapi, geus dibuktikeun ku itungan yén lamun achromatic keur lampu héjo jeung lampu beureum, aberration chromatic lampu biru jadi badag; lamun achromatic pikeun lampu biru jeung lampu héjo, aberration kromatis lampu beureum jadi badag. Sigana mah ieu téh masalah hésé tur teu boga jawaban, spéktrum sekundér nekad teu bisa sagemblengna ngaleungitkeun.

Apochromatic（APO）tech

Untungna, itungan téoritis geus kapanggih cara pikeun APO, nyaéta pikeun manggihan bahan lénsa optik husus anu dispersi relatif lampu bulao ka lampu beureum pisan low sarta yén lampu biru ka lampu héjo pisan tinggi.

Fluorite mangrupikeun bahan khusus, dispersina rendah pisan, sareng bagian tina dispersi relatif caket sareng seueur gelas optik. Fluorite gaduh indéks réfraktif anu kawilang rendah, rada leyur dina cai, sareng gaduh kamampuan prosés sareng stabilitas kimiawi anu goréng, tapi kusabab sipat achromatic anu saé, éta janten bahan optik anu berharga.

Aya saeutik pisan fluorite bulk murni nu bisa dipaké pikeun bahan optik di alam, gandeng ku harga tinggi maranéhanana sarta kasusah dina ngolah, lenses fluorite geus jadi sinonim jeung lenses high-end. Rupa-rupa lénsa Produsén geus luput euweuh usaha pikeun manggihan substitutes pikeun fluorit. Kaca fluorine-mahkota nyaéta salah sahijina, sareng kaca AD, kaca ED sareng kaca UD mangrupikeun substitusi sapertos kitu.

Kaméra serong Rainpoo ngagunakeun kaca ED dispersi pisan low salaku lensa kaméra sangkan aberration jeung distorsi jadi leutik pisan. Henteu ngan ukur ngirangan kamungkinan stratifikasi, tapi ogé pangaruh modél 3D parantos ningkat pisan, anu sacara signifikan ningkatkeun pangaruh sudut gedong sareng adul.

2. Distorsi

2.1 Naon distorsi

Distorsi lensa saleresna mangrupikeun istilah umum pikeun distorsi sudut pandang, nyaéta, distorsi anu disababkeun ku sudut pandang. Distorsi sapertos kitu bakal gaduh pangaruh anu goréng pisan kana akurasi fotogrammétri. Barina ogé, tujuan photogrammetry nyaéta pikeun baranahan, teu exaggerate, jadi eta diperlukeun yén poto kudu ngagambarkeun informasi skala sabenerna fitur taneuh saloba mungkin.

Tapi ku sabab ieu ciri alami lénsa (lénsa convex converges cahaya jeung lénsa kerung diverges cahaya), hubungan dinyatakeun dina rarancang optik nyaéta: kaayaan tangent pikeun ngaleungitkeun distorsi jeung kaayaan sinus pikeun ngaleungitkeun koma diafragma teu bisa puas dina. waktos nu sami, jadi distorsi sarta aberration kromatik optik Sarua teu bisa ngaleungitkeun sagemblengna, ngan ningkat.

Dina gambar di luhur, aya hubungan proporsional antara jangkungna gambar jeung jangkungna obyék, sarta babandingan antara dua nyaeta magnification nu.

Dina sistem pencitraan anu idéal, jarak antara pesawat obyék sareng lénsa tetep tetep, sareng pembesaran mangrupikeun nilai anu tangtu, janten ngan ukur aya hubungan proporsional antara gambar sareng obyék, henteu aya distorsi pisan.

Sanajan kitu, dina sistem pencitraan sabenerna, saprak aberration buleud tina sinar lulugu beda-beda jeung kanaékan sudut médan, magnification geus euweuh konstan dina pesawat gambar tina sapasang objék conjugate, nyaeta, magnification dina Puseur gambar jeung magnification tina ujung anu inconsistent, gambar leungiteun kasaruaan -na pikeun objék. Cacat ieu anu ngarusak gambar disebut distorsi.

2.2 Kumaha distorsi mangaruhan akurasi

Kahiji, kasalahan AT(Aerial Triangulation) bakal mangaruhan kasalahan awan titik padet, sahingga kasalahan relatif model 3D. Ku alatan éta, akar mean kuadrat (RMS of Reprojection Error) mangrupa salah sahiji indikator penting anu obyektif ngagambarkeun akurasi modeling final. Ku mariksa nilai RMS, akurasi model 3D bisa saukur judged. Nu leuwih leutik nilai RMS, nu leuwih luhur akurasi model.

2.3 Faktor naon anu mangaruhan distorsi lensa

panjang fokus
Sacara umum, panjang fokus lénsa fokus tetep, distorsi leutik; nu pondok panjang fokus, nu gede distorsi. Sanajan distorsi lénsa panjang fokus ultra-lila (lensa tele) geus leutik pisan, dina kanyataanana, pikeun tumut kana akun jangkungna hiber jeung parameter séjén, panjang fokus lénsa kaméra survey hawa teu bisa. anu panjang.Contona, gambar di handap ieu mangrupa lénsa tele Sony 400mm. Anjeun tiasa ningali yén distorsi lénsa leutik pisan, ampir dikawasa dina 0,5%. Tapi masalahna nyaeta lamun make lénsa ieu pikeun ngumpulkeun poto dina resolusi 1cm, sarta jangkungna hiber geus 820m. hayu drone ngapung di luhurna ieu sagemblengna unrealistic.

Ngolah lénsa

Ngolah lénsa mangrupikeun léngkah anu paling rumit sareng presisi anu paling luhur dina prosés produksi lénsa, ngalibetkeun sahenteuna 8 prosés. Pra-prosés ngawengku nitrat bahan-tong tilepan-pasir nongkrong-grinding, sarta pos-prosés nyokot palapis inti-palapis-adhesion-tinta. Akurasi pamrosésan sareng lingkungan pamrosésan langsung nangtukeun akurasi ahir lénsa optik.

akurasi processing low boga pangaruh fatal dina distorsi Imaging, nu langsung ngabalukarkeun distorsi lénsa henteu rata, nu teu bisa parameterized atawa dilereskeun, nu serius bakal mangaruhan akurasi model 3D.

Pamasangan lénsa

Gambar 1 nembongkeun Dengdekkeun lénsa salila prosés instalasi lénsa;

Gambar 2 nunjukeun yen lénsa teu concentric salila prosés instalasi lénsa;

angka 3 nembongkeun instalasi bener.

Dina tilu kasus di luhur, métode pamasangan dina dua kasus kahiji sadayana "salah" assembly, nu bakal ngancurkeun struktur dilereskeun, hasilna sagala rupa masalah kayaning rumeuk, layar henteu rata jeung dispersi. Ku alatan éta, kontrol precision ketat masih diperlukeun salila ngolah jeung assembly.

Prosés assembly lénsa

Prosés assembly lénsa nujul kana prosés sakabéh modul lénsa jeung sensor imaging. Parameter sapertos posisi titik utama unsur orientasi sareng distorsi tangensial dina parameter calibration kaméra ngajelaskeun masalah anu disababkeun ku kasalahan assembly.

Sacara umum, sauntuyan leutik kasalahan assembly bisa ditolerir (tangtu, nu leuwih luhur akurasi assembly, nu hadé). Salami parameter calibration akurat, distorsi gambar bisa diitung leuwih akurat, lajeng distorsi gambar bisa dihapus. Geter ogé tiasa nyababkeun lénsa rada gerak sareng nyababkeun paraméter distorsi lénsa robih. Ieu sababna kaméra survey hawa tradisional kedah dibenerkeun sareng dikalibrasi deui saatos sababaraha waktos.

2.3 Lensa kaméra serong Rainpoo urang

Ganda Gauβ struktur

Fotografi serong ngagaduhan seueur syarat pikeun lensa, ukuranana leutik, beuratna hampang, distorsi gambar sareng aberasi kromatik, réproduksi warna anu luhur, sareng résolusi anu luhur. Nalika ngarancang struktur lénsa, lénsa Rainpoo nganggo struktur Gauβ ganda, sapertos anu dipidangkeun dina gambar:
Strukturna dibagi kana hareup lénsa, diafragma, jeung pungkur lénsa. Hareup jeung pungkur bisa kaciri "simétris" ngeunaan diafragma. Struktur sapertos kitu ngamungkinkeun sababaraha aberrations chromatic dihasilkeun di hareup jeung pungkur pikeun ngabolaykeun silih kaluar, ku kituna mibanda kaunggulan hébat dina calibration sarta lénsa ukuran-kontrol dina tahap ahir.

Eunteung aspheric

Pikeun kaméra serong terpadu jeung lima lénsa, lamun unggal lénsa ganda dina beurat, kaméra bakal beuratna lima kali; lamun unggal lénsa ganda panjangna, teras kaméra serong bakal sahenteuna dua kali dina ukuranana. Ku alatan éta, nalika ngarancang, pikeun ménta tingkat luhur kualitas gambar bari mastikeun yén aberration jeung polumeu leutik-gancang, lénsa aspheric kudu dipaké.

lénsa aspherical bisa refocus lampu sumebar ngaliwatan beungeut buleud deui fokus, teu ngan bisa ménta resolusi luhur, nyieun darajat réproduksi warna tinggi, tapi ogé bisa ngalengkepan koreksi aberration kalawan sajumlah leutik lenses, ngurangan jumlah lenses nyieun. kaméra torek jeung leuwih leutik.

Koréksi distorsi tech

Kasalahan dina prosés assembly bakal ngabalukarkeun distorsi tangensial lensa nambahan. Ngurangan kasalahan assembly ieu prosés koreksi distorsi. Gambar di handap nembongkeun diagram skéma tina distorsi tangensial lénsa. Sacara umum, kapindahan distorsi simetris ka kénca handap - pojok katuhu luhur, nunjukkeun yén lénsa boga sudut rotasi jejeg arah, nu disababkeun ku kasalahan assembly.

Ku alatan éta, dina urutan pikeun mastikeun akurasi Imaging luhur sarta kualitas, Rainpoo geus nyieun runtuyan cék ketat dina desain, processing jeung assembly:

Dina tahap awal desain, guna mastikeun coaxiality of assembly lénsa, sajauh mungkin pikeun mastikeun yén sakabéh planes instalasi lénsa diolah ku hiji clamping;

②Maké parabot péngkolan alloy impor on lathes-precision tinggi pikeun mastikeun yén akurasi machining ngahontal tingkat IT6, utamana pikeun mastikeun yén kasabaran coaxiality nyaeta 0.01mm;

③Unggal lénsa dilengkepan sakumpulan gauges colokan baja tungsten precision tinggi dina permukaan sirkular batin (unggal ukuran ngandung sahenteuna 3 standar kasabaran anu béda), unggal bagian dipariksa sacara ketat, sareng kasabaran posisi sapertos paralélisme sareng perpendikularitas dideteksi ku a alat ukur tilu koordinat;

④Saatos unggal lénsa dihasilkeun, éta kedah dipariksa, kalebet résolusi proyéksi sareng tés bagan, sareng sababaraha indikator sapertos résolusi sareng réproduksi warna lénsa.