Cumu l'aberrazione cromatica è a distorsione afectanu l'ima

1.aberrazione cromatica

1.1 Cosa hè l'aberrazione cromatica

L'aberrazione cromatica hè causata da a diferenza in a trasmissività di u materiale. A luce naturale hè cumposta da a regione di luce visibile cù un intervallu di lunghezza d'onda da 390 à 770 nm, è u restu hè u spettru chì l'ochju umanu ùn pò micca vede. Perchè i materiali anu indici rifrattivi diffirenti per e diverse lunghezze d'onda di luce culurata, ogni luce di culore hà una pusizione di imaghjini è un ingrandimentu differenti, chì risulta in cromatismu di pusizione.

1.2 Cumu l'aberrazione cromatica influenza a qualità di l'imaghjini

(1) A causa di e diverse lunghezze d'onda è l'indice di rifrazione di diversi culori di luce, u puntu di l'ughjettu ùn pò micca esse ben focalizatu in un puntu perfettu di l'imaghjini, cusì a foto serà sfucata.

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

1.3 Cumu l'aberrazione cromatica affetta u mudellu 3D

Quandu i punti di l'imaghjini anu "linee d'arcubalenu", affettarà u software di modellazione 3D per currisponde à u listessu puntu. Per u stessu ughjettu, a cuncurrenza di trè culori pò causà un errore à causa di e "linee di l'arcubalenu". Quandu stu errore s'accumula abbastanza grande, pruvucarà "stratificazione".

1.4 Cumu eliminà l'aberrazione cromatica

L'usu di diversi indici di rifrazione è diverse dispersioni di cumminazzioni di vetru ponu eliminà l'aberrazione cromatica. Per esempiu, aduprate un indice di rifrazione bassu è un vetru di dispersione bassu cum'è lenti cunvessi, è un indice di rifrazione elevatu è un vetru di dispersione alta cum'è lenti cuncavi.

Un tali lenti cumminatu hà una lunghezza focale più corta à a lunghezza d'onda media è una lunghezza focale più longa à i raghji d'onda longa è corta. Ajustendu a curvatura sferica di a lente, e lunghezze focali di a luce blu è rossa pò esse esattamente uguali, chì basicamente elimina l'aberrazione cromatica.

Spettru secundariu

Ma l'aberrazione cromatica ùn pò micca esse eliminata cumplettamente. Dopu aduprà a lente cumminata, l'aberrazione cromatica restante hè chjamata "spettru secundariu". A più longa hè a lunghezza focale di a lente, più aberrazione cromatica resta. Dunque, per l'indagine aerea chì necessitanu misurazioni d'alta precisione, u spettru secundariu ùn pò esse ignoratu.

In teoria, se a fascia di luce pò esse divisa in intervalli blu-verde è verde-rossu, è tecniche acromatici sò appiicati à sti dui intervalli, u spettru secundariu pò esse basamente eliminatu. In ogni casu, hè stata pruvata da u calculu chì si acromaticu per u lume verde è u lume rossu, l'aberrazione cromatica di u lume blu diventa grande; s'ellu hè acromaticu per u lume blu è u verde, l'aberrazione cromatica di a luce rossa diventa grande. Sembra chì questu hè un prublema difficiule è ùn anu micca risposta, u spettru secundariu stubborn ùn pò micca esse eliminatu cumplettamente.

Apocromaticu（APO）tech

Fortunatamente, i calculi teorichi anu truvatu un modu per l'APO, chì hè di truvà un materiale di lente otticu speciale chì a dispersione relative di u lume blu à u lume rossu hè assai bassu è quellu di u lume blu à u verde hè assai altu.

Fluorite hè un materiale cusì speciale, a so dispersione hè assai bassu, è una parte di a dispersione relative hè vicinu à parechji vetri ottichi. Fluorite hà un indice di rifrazzione relativamente bassu, hè pocu soluble in acqua, è hà una scarsa capacità di prucessu è stabilità chimica, ma per via di e so eccellenti proprietà acromatiche, diventa un preziosu materiale otticu.

Ci hè assai pochi di fluorite in quantità pura chì ponu esse aduprate per i materiali ottici in natura, accumpagnati da u so prezzu altu è a difficultà di trasfurmazioni, lenti di fluorite sò diventate sinonimi di lenti high-end. Diversi Manufacturers di lenti ùn anu micca risparmiatu sforzu per truvà sustituti per fluorite. U vetru fluoru-curuna hè unu di elli, è u vetru AD, u vetru ED è u vetru UD sò tali sustituti.

E camere oblique Rainpoo utilizanu vetru ED di dispersione estremamente bassa cum'è lenti di a camera per fà chì l'aberrazione è a distorsione sia assai chjuca. Micca solu riduce a probabilità di stratificazione, ma ancu l'effettu di u mudellu 3D hè statu assai migliuratu, chì migliurà significativamente l'effettu di i cantoni di l'edificiu è a facciata.

2, Distorsione

2.1 Cosa hè a distorsione

A distorsione di lenti hè in realtà un termu generale per a distorsione di perspettiva, vale à dì, a distorsione causata da a perspettiva. Stu tipu di distorsioni avarà una influenza assai mala nantu à a precisione di a fotogrammetria. Dopu tuttu, u scopu di a fotogrammetria hè di ripruduce, micca esageratu, per quessa hè necessariu chì e foto anu da riflette l'infurmazione vera scala di e caratteristiche di a terra quantu pussibule.

Ma perchè questu hè a caratteristica inerente di a lente (a lente cunvexa cunverge a luce è a lente concave diverge a luce), a relazione espressa in u disignu otticu hè: a cundizione tangente per eliminà a distorsione è a cundizione sinus per eliminà a coma di u diafragma ùn pò esse soddisfatta à u listessu tempu, cusì distorsione è aberrazione cromatica otticu U listessu ùn pò esse eliminatu cumplettamente, solu migliuratu.

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

In un sistema di imaghjini ideale, a distanza trà u pianu di l'ughjettu è a lente hè mantenuta fissa, è l'ingrandimentu hè un certu valore, cusì ci hè solu una relazione proporzionale trà l'imaghjini è l'ughjettu, senza distorsioni.

In ogni casu, in u sistema di imaghjini attuale, postu chì l'aberrazione sferica di u ragiu principale varieghja cù l'aumentu di l'angulu di u campu, l'ingrandimentu ùn hè più una constante nantu à u pianu di l'imaghjini di un paru d'uggetti conjugate, vale à dì, l'ingrandimentu in u pianu. centru di l'imaghjini è l'ingrandimentu di u bordu sò inconsistenti, l'imaghjini perde a so similarità cù l'ughjettu. Stu difettu chì deforma l'imaghjini hè chjamatu distorsione.

2.2 Cumu a distorsione afecta a precisione

Prima, l'errore di AT (triangulazione aerea) affettarà l'errore di a nuvola di punti densu, è cusì l'errore relative di u mudellu 3D. Dunque, a radica media quadrata (RMS of Reprojection Error) hè unu di l'indicatori impurtanti chì riflette obiettivamente a precisione di u modellu finali. Cuntrollandu u valore RMS, l'accuratezza di u mudellu 3D pò esse ghjustu ghjudicatu. U più chjucu u valore RMS, u più altu hè a precisione di u mudellu.

2.3 Chì sò i fatturi chì affettanu a distorsione di lenti

lunghezza focale
In generale, più longu hè a distanza focale di una lente di focu fissu, più chjuca hè a distorsione; più corta hè a lunghezza focale, più grande hè a distorsione. Ancu s'è a distorsione di a lente di lunghezza focale ultra-longa (tele lente) hè digià assai chjuca, in fattu, per piglià in contu l'altezza di u volu è altri paràmetri, a lunghezza focale di a lente di a camera d'indagine aerea ùn pò micca esse. tantu longu.Per esempiu, a seguente stampa hè una lente tele Sony 400mm. Pudete vede chì a distorsione di a lente hè assai chjuca, quasi cuntrullata in u 0,5%. Ma u prublemu hè chì s'è vo aduprate stu lenti à coglie foto à una risuluzzioni di 1cm, è l 'altitudine volu hè digià 820m.let drone à vola à sta altitudine hè cumplettamente irrealisticu.

Trattamentu di lente

U processu di lenti hè u passu più cumplessu è più altu di precisione in u prucessu di produzzione di lenti, chì implica almenu 8 prucessi. U pre-processu include materiale di nitrate-baril folding-sabbia appesa-grinding, è u post-processu piglia core-coating-adhesion-ink coating. A precisione di trasfurmazioni è l'ambiente di trasfurmazioni determinanu direttamente l'accuratezza finale di lenti ottiche.

A precisione di u processu bassu hà un effettu fatale nantu à a distorsione di l'imaghjini, chì porta direttamente à una distorsione di lenti irregolari, chì ùn pò micca esse parametrizzata o curretta, chì affetterà seriamente a precisione di u mudellu 3D.

Installazione di lenti

A Figura 1 mostra l'inclinazione di lenti durante u prucessu di stallazione di lenti;

A figura 2 mostra chì a lente ùn hè micca cuncentrica durante u prucessu di stallazione di lenti;

A figura 3 mostra a stallazione curretta.

In i trè casi sopra, i metudi di stallazione in i primi dui casi sò tutti l'assemblea "sbagliata", chì distruggerà a struttura curretta, risultatu in parechji prublemi cum'è sfocata, schermu irregolari è dispersione. Per quessa, un cuntrollu strettu di precisione hè sempre necessariu durante u processu è l'assemblea.

Prucessu di assemblea di lente

U prucessu di assemblea di lenti si riferisce à u prucessu di u modulu di lenti generale è u sensoru di l'imaghjini. I paràmetri cum'è a pusizione di u puntu principale di l'elementu d'orientazione è a distorsione tangenziale in i paràmetri di calibrazione di a camera descrizanu i prublemi causati da l'errore di l'assemblea.

In generale, una piccula gamma di errori di assemblea pò esse tollerata (di sicuru, più altu hè a precisione di l'assemblea, megliu). Sempre chì i paràmetri di calibrazione sò precisi, a distorsione di l'imaghjini pò esse calculata più precisamente, è poi a distorsione di l'imaghjini pò esse eliminata. A vibrazione pò ancu fà chì a lente si move ligeramente è fà cambià i paràmetri di distorsioni di a lente. Hè per quessa chì a camera tradiziunale di indagine aerea deve esse fissata è ricalibrata dopu un periudu di tempu.

2.3 Lenti di camera oblicu di Rainpoo

Doppiu Gauβ struttura

A fotografia oblicua hà assai esigenze per a lente, per esse chjuca in grandezza, ligere in pesu, bassu in distorsione di l'imaghjini è aberrazione cromatica, alta in ripruduzzione di culore, è alta risoluzione. Quandu cuncepisce a struttura di lenti, a lente di Rainpoo usa una struttura doppia Gauβ, cum'è mostra in a figura:
A struttura hè divisa in u fronte di a lente, u diafragma è a parte posteriore di a lente. L'avanti è a parte posteriore ponu esse "simmetrici" in quantu à u diafragma. Una tale struttura permette à alcuni di l'aberrazioni cromatiche generati in fronte è in daretu per annullà l'altri, cusì hà grandi vantaghji in a calibrazione è u cuntrollu di a dimensione di lenti in u stadiu tardu.

specchiu asfericu

Per una camera obliqua integrata cù cinque lenti, se ogni lente raddoppia u pesu, a camera pesa cinque volte; se ogni lente raddoppia in lunghezza, allora a camera oblicua almenu duppià in grandezza. Per quessa, in u disignu, per ottene un altu livellu di qualità di l'imaghjini assicurendu chì l'aberrazione è u voluminu sò u più chjucu pussibule, lenti asferichi deve esse usatu.

I lenti asferichi ponu rinfriscà a luce sparghjera à traversu a superficia sferica torna à u focu, ùn solu ponu ottene una risoluzione più alta, rende u gradu di ripruduzzione di u culore altu, ma ponu ancu cumplettà a correzione di l'aberrazione cù un picculu numeru di lenti, riduce u numeru di lenti per fà. a camera più ligera è più chjuca.

Correzione di distorsioni tech

L'errore in u prucessu di assemblea pruvucarà a distorsione tangenziale di a lente per aumentà. Reduce stu errore di assemblea hè u prucessu di currezzione di distorsioni. A figura seguente mostra u schema schematicu di a distorsione tangenziale di una lente. In generale, u spustamentu di distorsioni hè simmetricu cù u rispettu à a manca inferiore - u cantonu superiore dirittu, chì indica chì a lente hà un angolo di rotazione perpendiculare à a direzzione, chì hè causata da errori di assemblea.

Dunque, per assicurà l'alta precisione è qualità di l'imaghjini, Rainpoo hà fattu una seria di cuntrolli stretti nantu à u disignu, u processu è l'assemblea:

In a prima fase di cuncepimentu, per assicurà a coaxiality di l'assemblea di lenti, in quantu pussibule per assicurà chì tutti i piani di installazione di lenti sò trattati da un clamping;

②Usendu arnesi di tornitura in lega impurtata nantu à i torni d'alta precisione per assicurà chì a precisione di a machinazione righjunghji u livellu IT6, soprattuttu per assicurà chì a tolleranza di coaxialità hè 0,01 mm;

③Ogni lente hè dotata di un set di calibri d'acciaio di tungstenu d'alta precisione nantu à a superficia circular interna (ogni dimensione cuntene almenu 3 standard di tolleranza differenti), ogni parte hè strettamente ispezionata, è tolleranze di pusizione cum'è parallelismu è perpendicularità sò rilevate da un strumentu di misura à trè coordenate;

④Dopu chì ogni lente hè prodotta, deve esse inspeccionata, cumprese a risoluzione di proiezione è e teste di carta, è diversi indicatori cum'è a risoluzione è a ripruduzzione di u culore di a lente.