Chengdu Rainpoo Technology Co., Ltd.

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WHY RAINPOO

Cumu l'aberrazione cromatica è a distorsione affettanu i file ima

1. aberrazione cromatica

1.1 Cosa hè l'aberrazione cromatica

L'aberrazione cromatica hè causata da a differenza di trasmissività di u materiale. A luce naturale hè cumposta da a regione di luce visibile cun una gamma di lunghezza d'onda da 390 a 770 nm, è u restu hè u spettru chì l'ochju umanu ùn pò vede. Perchè i materiali anu diversi indici refrattivi per diverse lunghezze d'onda di luce culurita, ogni luce di culore hà una pusizione di maghjine è un ingrandimentu sfarenti, ciò chì porta à un cromatisimu di pusizione.

1.2 Cumu l'aberrazione cromatica affetta a qualità di l'immagine

(1) A causa di lunghezze d'onda diverse è indice di rifrazione di diversi culori di luce, u puntu oggettu ùn pò micca esse focalizatu bè in UN puntu d'immagine perfettu, cusì a foto sarà sfocata.

(2) Inoltre, à causa di l'ingrandimentu sfarente di diversi culori, ci saranu "linee arcubalenu" à u bordu di i punti di l'immagine.

1.3 Cumu l'aberrazione cromatica affetta u mudellu 3D

Quandu i punti di l'immagine anu "linee arcubalenu", influenzerà u software di mudellazione 3D per fassi cù u listessu puntu. Per u listessu oggettu, a cunvenzione di trè culori pò causà un errore per via di e "linee arcubalenu". Quandu questu errore s'acumula abbastanza grande, pruvucarà "stratificazione".

1.4 Cumu eliminà l'aberrazione cromatica

L'usu di sfarenti indici di rifrazione è sfarente dispersione di cumbinazioni di vetru pò eliminà l'aberrazione cromatica. Per esempiu, aduprate un bassu indice di rifrazione è un vetru à bassa dispersione cum'è lenti cunvexe, è un altu indice di rifrazione è un vetru à alta dispersione cum'è lenti cuncave.

Una tale lente cumbinata hà una lunghezza focale più corta à a lunghezza d'onda media è una lunghezza focale più lunga à i raggi d'onda lunga è corta. Adattendu a curvatura sferica di a lente, e lunghezze focali di a luce turchina è rossa ponu esse esattamente uguali, ciò chì basicamente elimina l'aberrazione cromatica.

Spettru secundariu

Ma l'aberrazione cromatica ùn pò micca esse cumpletamente eliminata. Dopu adupratu a lente cumbinata, l'aberrazione cromatica restante hè chjamata "spettru secundariu". Più hè lunga a focale di u lente, più resterà l'aberrazione cromatica. Dunque, per l'indagine aerea chì richiede misurazioni di alta precisione, u spettru secundariu ùn pò esse ignoratu.

In teoria, se a banda di luce pò esse divisa in intervalli turchinu-verde è verde-rossu, è e tecniche acromatiche sò applicate à questi dui intervalli, u spettru secondariu pò esse basicamente eliminatu. Tuttavia, hè statu dimustratu per calculu chì sì acromaticu per luce verde è luce rossa, l'aberrazione cromatica di a luce blu diventa grande; se acromaticu per luce blu è luce verde, l'aberrazione cromatica di a luce rossa diventa grande. Sembra chì questu hè un prublema difficiule è ùn anu alcuna risposta, u spettru secundariu testardu ùn pò micca esse completamente eliminatu.

ApocromaticuAPOtech

Fortunatamente, i calculi teorichi anu trovu un modu per APO, chì hè di truvà un materiale speciale di lenti ottiche chì a dispersione relativa di luce blu à luce rossa hè assai bassa è quella di luce blu à luce verde hè assai alta.

A fluorite hè un materiale cusì speciale, a so dispersione hè assai bassa, è una parte di a dispersione relativa hè vicinu à parechji vetri ottichi. A fluorite hà un indice di refrazione relativamente bassu, hè leggermente solubile in acqua, è hà poca capacità di prucessu è stabilità chimica, ma per via di e so eccellenti proprietà acromatiche, diventa un preziosu materiale otticu.

Ci hè pochissimi fluoriti in massa pura chì ponu esse aduprati per i materiali ottichi in natura, accumpagnati da u so prezzu elevatu è a difficultà di trasfurmazione, e lente fluorite sò diventate sinonime di lenti di fascia alta. Diversi fabbricanti di lenti ùn anu risparmiatu nisun sforzu per truvà sustituti per a fluorita. U vetru à corona di fluoru hè unu di questi, è u vetru AD, u vetru ED è u vetru UD sò tali sustituti.

E fotocamere obliche Rainpoo utilizanu vetru ED à dispersione estremamente bassa cum'è lente di a fotocamera per fà l'aberrazione è a distorsione per esse assai chjuche. Non solu riduce a probabilità di stratificazione, ma dinò l'effettu di u mudellu 3D hè statu assai miglioratu, ciò chì migliora significativamente l'effettu di i cantoni è di a facciata di l'edificiu.

2 、 Distorsione

2.1 Cosa hè a distorsione

A distorsione di u lente hè in realtà un termine generale per a distorsione di a prospettiva, vale à dì, a distorsione causata da a prospettiva. Stu tipu di distorsione averà una influenza assai pessima annantu à l'accuratezza di a fotogrametria. Dopu tuttu, u scopu di a fotogrametria hè di ripruduce, micca di esagerà, dunque hè necessariu chì e foto riflettinu u più pussibule l'infurmazione vera scala di e caratteristiche terrestri.

Ma perchè questa hè a caratteristica inerente di a lente (a lente cunvexa converge luce è a lente concava divergisce a luce), a relazione espressa in cuncepimentu otticu hè: a cundizione tangente per eliminà a distorsione è a cundizione sinusoidale per eliminà u coma di u diafragma ùn pò esse soddisfatta in in listessu tempu, cusì distorsione è aberrazione cromatica ottica U listessu ùn pò micca esse eliminatu cumpletamente, solu miglioratu.

In a figura sopra, ci hè una relazione proporzionale trà l'altezza di l'immagine è l'altura di l'ughjettu, è u rapportu trà i dui hè l'ingrandimentu.

In un sistema di imaging ideale, a distanza trà u pianu di l'ughjettu è a lente hè tenuta fissa, è l'ingrandimentu hè un certu valore, dunque ci hè solu una relazione proporzionale trà l'immagine è l'ughjettu, senza distorsione.

Tuttavia, in u sistema di imaging attuale, postu chì l'aberrazione sferica di u raghju principale varieghja cù l'aumentu di l'angulu di campu, l'ingrandimentu ùn hè più una costante nantu à u pianu di l'immagine di una coppia di oggetti cuniugati, vale à dì, l'ingrandimentu in u u centru di l'imaghjina è l'ingrandimentu di u bordu sò incoerenti, l'imagine perde a so similarità à l'ughjettu. Stu difettu chì deforma a maghjina hè chjamatu distorsione.

2.2 Cumu a distorsione affetta a precisione

Prima, l'errore di AT (Triangulazione Aerea) influenzerà l'errore di u densu nuvulu di punti, è cusì l'errore relativu di u mudellu 3D. Dunque, u quadru mediu di a radice (RMS di Ripruduzione Errore) hè unu di l'indicatori impurtanti chì riflettenu oggettivamente a precisione di modellazione finale. Verificendu u valore RMS, a precisione di u mudellu 3D pò esse simplicemente ghjudicata. U più chjucu u valore RMS, più alta hè a precisione di u mudellu.

2.3 Chì sò i fattori chì influenzanu a distorsione di e lente

distanza focale
In generale, più a lunghezza focale di una lente à focu fissu, più bassa hè a distorsione; più corta hè a lunghezza focale, più grande hè a distorsione. Benchè a distorsione di a lente focale ultra-lunga (tele lens) sia dighjà assai chjuca, in realtà, per tene contu di l'altezza di u volu è di altri parametri, a lunghezza focale di l'obiettivu di a fotocamera d'indagine aerea ùn pò esse tantu longu.Per esempiu, a stampa seguente hè un tele lens Sony 400mm. Pudete vede chì a distorsione di u lente hè assai chjuca, guasi cuntrullata in 0,5%. Ma u prublema hè chì se utilizate questa lente per raccoglie e foto à una risoluzione di 1cm, è l'altitudine di u volu hè dighjà 820m.let drone per volà à questa altitudine hè completamente irreale.

Trasfurmazione di lente

A trasfurmazione di e lente hè u passu più cumplessu è di più alta precisione in u prucessu di produzzione di lente, chì implica almenu 8 prucessi. U pre-prucessu include materiale di nitratu-canna pieghevole-sabbia appesi-macinazione, è u post-prucessu piglia rivestimentu core-rivestimentu-adesione-inchiostru. A precisione di trasfurmazione è l'ambiente di trasfurmazione determinanu direttamente a precisione finale di lenti ottiche.

A bassa precisione di trasfurmazione hà un effettu fatale nantu à a distorsione di l'imaghjini, chì porta direttamente à una distorsione irregulare di lente, chì ùn pò micca esse parametrizzata o corretta, chì influenzerà seriamente a precisione di u mudellu 3D.

Installazione di lente

Figura 1 mostra l'inclinazione di a lente durante u prucessu di installazione di a lente;

A Figura 2 mostra chì a lente ùn hè micca cuncentrica durante u prucessu di installazione di a lente;

A Figura 3 mostra a stallazione curretta.

In i trè casi sopra, i metudi di stallazione in i primi dui casi sò tutti "sbagliati" assemblaggi, chì distrughjeranu a struttura curretta, resultendu in parechji prublemi cum'è sfocatura, schermu irregulare è dispersione. Dunque, un rigore cuntrollu di precisione hè sempre necessariu durante a trasfurmazione è l'assemblea.

Processu di assemblea di lenti

U prucessu di assemblea di lenti si riferisce à u prucessu di u modulu di lente generale è u sensore di imaging. I parametri cum'è a posizione di u puntu principale di l'elementu d'orientazione è a distorsione tangenziale in i parametri di calibrazione di a fotocamera descrivenu i prublemi causati da l'errore di assemblea.

In generale, una piccula gamma di errori di assemblea pò esse tollerata (benintesa, più alta hè a precisione di l'assemblea, megliu). Finchè i parametri di calibrazione sò precisi, a distorsione di l'immagine pò esse calculata più accuratamente, è allora a distorsione di l'immagine pò esse eliminata. A vibrazione pò ancu fà chì l'obiettivu si sposti leggermente è chì i parametri di distorsione di u lente cambienu. Hè per quessa chì a camera tradiziunale di sondaggio aereo deve esse riparata è calibrata di novu dopu un periudu di tempu.

2.3 Obiettivu oblicu di Rainpoo

Doppiu Gauβ struttura

 A fotografia oblicu hà parechje esigenze per l'obiettivu, per esse chjucu in grandezza, leggeru in pesu, bassu in distorsione di l'immagine è aberrazione cromatica, alta in riproduzione di culore è alta in risoluzione. Quandu si cuncepisce a struttura di lente, a lente di Rainpoo utilizza una doppia struttura Gauβ, cum'è mostratu in a figura:
A struttura hè divisa in a parte anteriore di a lente, u diafragma è a parte posteriore di a lente. U fronte è u fondu ponu parè esse "simmetrici" in quantu à u diafragma. Una tale struttura permette à alcune di l'aberrazioni cromatiche generate in fronte è in daretu di annullassi, cusì hà grandi vantaghji in calibrazione è cuntrullà a dimensione di e lente à a fine di a tappa.

Spechju asfericu

Per una camera oblicu integrata cù cinque lenti, se ogni lente raddoppia u so pesu, a fotocamera peserà cinque volte; se ogni lente raddoppia a lunghezza, allora a fotocamera obliqua duverà almenu una dimensione. Dunque, quandu si cuncepisce, per uttene un altu livellu di qualità di stampa puru assicurendu chì l'aberrazione è u volumu sò u più chjucu pussibule, devenu esse aduprate lenti asferiche.

Lenti asferiche ponu rifocusà a luce spargugliata attraversu a superficie sferica torna à u focu, ùn solu ponu ottene una risoluzione più alta, rendenu altu u gradu di riproduzione di u culore, ma ponu ancu cumplettà a correzione di l'aberrazione cù un picculu numeru di lenti, riduce u numeru di lenti da fà a camera hè più chjara è più chjuca.

Currezzione di distorsione tech

L'errore in u prucessu di assemblea farà chì a distorsione tangenziale di a lente cresce. Riduce questu errore di assemblea hè u prucessu di correzione di a distorsione. A figura seguente mostra u schema schematicu di a distorsione tangenziale di una lente. In generale, u spiazzamentu di a distorsione hè simmetricu rispettu à a manca manca - - l'angulu superiore drittu, indicendu chì a lente hà un angulu di rotazione perpendiculare à a direzzione, chì hè causatu da errori di assemblea.

Dunque, per assicurà l'alta precisione è a qualità di l'imaghjini, Rainpoo hà fattu una seria di cuntrolli stretti nantu à a cuncezzione, l'elaborazione è l'assemblea:

In u primu stadiu di cuncepimentu, per assicurà a coassialità di l'assemblea di lenti, per u più pussibule per assicurà chì tutti i piani di installazione di lenti sò trattati da un unicu serramentu;

②Utilizazione di attrezzi di trasformazione in lega importati nantu à torni di alta precisione per assicurà chì a precisione di lavorazione righjunghji u livellu IT6, soprattuttu per assicurà chì a tolleranza di coassialità sia 0,01 mm;

③Ogni lente hè dotata di un inseme di calibri di tungstenu in acciaio di alta precisione nantu à a superficie circolare interna (ogni dimensione cuntene almenu 3 standard di tolleranza differenti), ogni parte hè strettamente ispezionata, è e tolleranze di pusizione cum'è u parallelisimu è a perpendicularità sò rilevate da un strumentu di misura à trè coordinate;

④Dopu chì ogni lente hè stata prodotta, deve esse ispezionata, inclusa a risoluzione di proiezione è i test di carta, è vari indicatori cum'è a risoluzione è a riproduzione di u culore di l'obiettivu.

RMS di lenti di Rainpoo tec