Xromatik aberasiya və təhrif ima necə təsir edir

1.xromatik aberasiya

1.1 Xromatik aberasiya nədir

Xromatik aberrasiya materialın keçiriciliyindəki fərqdən qaynaqlanır. Təbii işıq dalğa uzunluğu 390 ilə 770 nm arasında olan görünən işıq bölgəsindən ibarətdir, qalanları isə insan gözünün görə bilmədiyi spektrdir. Materiallar rəngli işığın müxtəlif dalğa uzunluqları üçün fərqli refraktiv indekslərə malik olduğundan, hər bir rəng işığının fərqli təsvir mövqeyi və böyüdülməsi var ki, bu da mövqenin xromatizmi ilə nəticələnir.

1.2 Xromatik aberasiya təsvirin keyfiyyətinə necə təsir edir

(1) Müxtəlif dalğa uzunluqları və işığın müxtəlif rənglərinin sınma indeksi səbəbindən obyekt nöqtəsi BİR mükəmməl təsvir nöqtəsinə yaxşı fokuslana bilmir, buna görə də foto bulanıq olacaq.

(2) Həmçinin, müxtəlif rənglərin müxtəlif böyüdülməsinə görə, təsvir nöqtələrinin kənarında "göy qurşağı xətləri" olacaqdır.

1.3 Xromatik aberasiya 3D modelə necə təsir edir

Şəkil nöqtələrində “göy qurşağı xətləri” olduqda, bu, eyni nöqtəyə uyğunlaşmaq üçün 3D modelləşdirmə proqramına təsir edəcək. Eyni obyekt üçün üç rəngin uyğunluğu “göy qurşağı xətləri” səbəbindən xətaya səbəb ola bilər. Bu səhv kifayət qədər böyük olduqda, "təbəqələşməyə" səbəb olacaqdır.

1.4 Xromatik aberasiyanı necə aradan qaldırmaq olar

Müxtəlif refraktiv indeksin və şüşə birləşməsinin fərqli dispersiyasının istifadəsi xromatik aberasiyanı aradan qaldıra bilər. Məsələn, qabarıq linzalar kimi aşağı sındırma indeksi və aşağı dispersiyalı şüşədən, konkav linzalar kimi yüksək sındırma indeksi və yüksək dispersiyalı şüşədən istifadə edin.

Belə birləşmiş lens orta dalğa uzunluğunda daha qısa fokus uzunluğuna və uzun və qısa dalğa şüalarında daha uzun fokus uzunluğuna malikdir. Lensin sferik əyriliyini tənzimləməklə mavi və qırmızı işığın fokus uzunluqları tam bərabər ola bilər ki, bu da əsasən xromatik aberasiyanı aradan qaldırır.

İkinci dərəcəli spektr

Lakin xromatik aberasiyanı tamamilə aradan qaldırmaq mümkün deyil. Birləşdirilmiş linzadan istifadə etdikdən sonra qalan xromatik aberrasiya "ikinci dərəcəli spektr" adlanır. Lensin fokus uzunluğu nə qədər uzun olsa, bir o qədər çox xromatik aberasiya qalır. Buna görə də yüksək dəqiqlikli ölçmələr tələb edən hava tədqiqatları üçün ikinci dərəcəli spektri nəzərə almamaq olmaz.

Nəzəriyyə olaraq, işıq zolağı mavi-yaşıl və yaşıl-qırmızı intervallara bölünə bilsə və bu iki intervala akromatik üsullar tətbiq edilsə, ikincil spektr əsas olaraq aradan qaldırıla bilər. Lakin hesablama ilə sübut edilmişdir ki, yaşıl işıq və qırmızı işıq üçün akromatik olarsa, mavi işığın xromatik aberrasiyası böyük olur; mavi işıq və yaşıl işıq üçün akromatikdirsə, qırmızı işığın xromatik aberrasiyası böyük olur. Görünür, bu çətin problemdir və cavabı yoxdur, inadkar ikincili spektri tamamilə aradan qaldırmaq mümkün deyil.

Apoxromatik（APO）texnologiya

Xoşbəxtlikdən, nəzəri hesablamalar APO üçün bir yol tapdı, bu da mavi işığın qırmızı işığa nisbi dispersiyasının çox aşağı, mavi işığın yaşıl işığa nisbəti çox yüksək olan xüsusi optik linza materialını tapmaqdır.

Flüorit belə bir xüsusi materialdır, onun dispersiyası çox aşağıdır və nisbi dispersiyanın bir hissəsi bir çox optik şüşələrə yaxındır. Flüorit nisbətən aşağı sındırma əmsalı var, suda az həll olur, proses qabiliyyəti və kimyəvi dayanıqlığı zəifdir, lakin əla akromatik xüsusiyyətlərinə görə qiymətli optik materiala çevrilir.

Təbiətdə optik materiallar üçün istifadə oluna bilən çox az sayda təmiz toplu flüorit var, onların yüksək qiyməti və emaldakı çətinliyi ilə birlikdə flüorit linzaları yüksək səviyyəli linzalarla sinonimləşmişdir. Müxtəlif linzalar istehsalçıları flüorit üçün əvəzedicilər tapmaq üçün səylərini əsirgəmədilər. Flüor-tac şüşəsi bunlardan biridir və AD şüşəsi, ED şüşəsi və UD şüşəsi belə əvəzedicilərdir.

Rainpoo oblique kameraları aberasiya və təhrifi çox kiçik etmək üçün kamera obyektivi kimi olduqca aşağı dispersiyaya malik ED şüşəsindən istifadə edir. Nəinki təbəqələşmə ehtimalını azaldır, həm də 3D model effekti çox yaxşılaşdırılıb ki, bu da binanın künclərinin və fasadının təsirini əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdırır.

2, Təhrif

2.1 Təhrif nədir

Lens təhrifi əslində perspektiv təhrif üçün ümumi bir termindir, yəni perspektivin yaratdığı təhrifdir. Bu cür təhrif fotoqrammetriyanın dəqiqliyinə çox pis təsir edəcək. Axı, fotoqrammetriyanın məqsədi şişirtmək deyil, çoxaltmaqdır, ona görə də tələb olunur ki, fotoşəkillər mümkün qədər yer xüsusiyyətlərinin həqiqi miqyası məlumatlarını əks etdirməlidir.

Lakin bu, linzanın xas xüsusiyyəti olduğundan (qabarıq linza işığı birləşdirir və konkav linza işığı birləşdirir), optik dizaynda ifadə olunan əlaqə belədir: təhrifin aradan qaldırılması üçün tangens şərti və diafraqmanın komasını aradan qaldırmaq üçün sinus vəziyyəti təmin edilə bilməz. eyni zamanda, belə ki, təhrif və optik xromatik aberasiya Eyni tamamilə aradan qaldırıla bilməz, yalnız təkmilləşdirilmişdir.

Yuxarıdakı şəkildə, təsvirin hündürlüyü ilə obyektin hündürlüyü arasında mütənasib bir əlaqə var və ikisi arasındakı nisbət böyüdücüdür.

İdeal bir görüntü sistemində obyekt müstəvisi ilə obyektiv arasındakı məsafə sabit saxlanılır və böyütmə müəyyən bir dəyərdir, buna görə də təsvir və obyekt arasında yalnız mütənasib bir əlaqə var, heç bir təhrif yoxdur.

Bununla belə, faktiki görüntüləmə sistemində, baş şüanın sferik aberrasiyası sahə bucağının artması ilə dəyişdiyindən, böyütmə artıq bir cüt birləşmə obyektinin təsvir müstəvisində sabit deyil, yəni böyütmə təsvirin mərkəzi və kənarın böyüdülməsi uyğun gəlmir, təsvir obyektə oxşarlığını itirir. Təsviri deformasiya edən bu qüsur təhrif adlanır.

2.2 Təhrif dəqiqliyə necə təsir edir

Birincisi, AT(Aerial Triangulation) xətası sıx nöqtə buludunun xətasına və beləliklə, 3D modelin nisbi səhvinə təsir edəcək. Buna görə də, orta kök kvadratı (RMS of Reprojection Error) son modelləşdirmə dəqiqliyini obyektiv şəkildə əks etdirən mühüm göstəricilərdən biridir. RMS dəyərini yoxlamaqla 3D modelin düzgünlüyünü sadəcə olaraq qiymətləndirmək olar. RMS dəyəri nə qədər kiçik olsa, modelin dəqiqliyi bir o qədər yüksək olar.

2.3 Lensin təhrifinə təsir edən amillər hansılardır

fokus uzunluğu
Ümumiyyətlə, sabit fokuslu lensin fokus uzunluğu nə qədər uzun olsa, təhrif bir o qədər kiçik olar; fokus uzunluğu nə qədər qısa olsa, təhrif bir o qədər çox olar. Ultra uzun fokus uzunluqlu linzanın (tele lens) təhrifi onsuz da çox kiçik olsa da, əslində uçuş hündürlüyünü və digər parametrləri nəzərə almaq üçün hava sorğu kamerasının obyektivinin fokus uzunluğu ola bilməz. o qədər uzun.Məsələn, aşağıdakı şəkil Sony 400 mm tele lensidir. Lensin təhrifinin çox kiçik olduğunu, demək olar ki, 0,5% daxilində idarə olunduğunu görə bilərsiniz. Amma problem ondadır ki, əgər siz bu obyektivdən istifadə edərək 1 sm rezolyusiyada fotoşəkillər toplasanız və uçuş hündürlüyü artıq 820 m.dirsə, dronun bu hündürlükdə uçması tamamilə qeyri-realdır.

Lens emalı

Lensin emalı ən azı 8 prosesi əhatə edən linza istehsalı prosesində ən mürəkkəb və ən yüksək dəqiqlikli addımdır. Əvvəlcədən prosesə nitrat materialı-barel qatlama-qum asma-üyütmə daxildir və sonrakı prosesə əsas-örtmə-yapışma-mürəkkəb örtüyü götürür. Emal dəqiqliyi və emal mühiti optik linzaların son dəqiqliyini birbaşa müəyyənləşdirir.

Aşağı emal dəqiqliyi təsvirin təhrifinə ölümcül təsir göstərir ki, bu da birbaşa linzanın qeyri-bərabər təhrifinə gətirib çıxarır, parametrləşdirilə və ya düzəldilə bilməz, bu da 3D modelin dəqiqliyinə ciddi təsir göstərəcək.

Lensin quraşdırılması

Şəkil 1 linzaların quraşdırılması prosesi zamanı linzanın əyilməsini göstərir;

Şəkil 2 lensin quraşdırılması prosesində lensin konsentrik olmadığını göstərir;

Şəkil 3 düzgün quraşdırmanı göstərir.

Yuxarıda göstərilən üç halda, ilk iki halda quraşdırma üsulları hamısı "səhv" montajdır, bu da düzəldilmiş strukturu məhv edəcək, nəticədə bulanıq, qeyri-bərabər ekran və dispersiya kimi müxtəlif problemlər yaranır. Buna görə də, emal və montaj zamanı hələ də ciddi dəqiqlik nəzarəti tələb olunur.

Lensin yığılması prosesi

Linzaların yığılması prosesi ümumi linza modulunun və görüntüləmə sensorunun prosesinə aiddir. Orientasiya elementinin əsas nöqtəsinin mövqeyi və kameranın kalibrləmə parametrlərindəki tangensial təhrif kimi parametrlər montaj xətası nəticəsində yaranan problemləri təsvir edir.

Ümumiyyətlə, kiçik bir sıra montaj səhvlərinə dözmək olar (əlbəttə ki, montaj dəqiqliyi nə qədər yüksək olarsa, bir o qədər yaxşıdır). Kalibrləmə parametrləri dəqiq olduğu müddətcə, təsvirin təhrifini daha dəqiq hesablamaq və sonra təsvirin təhrifini aradan qaldırmaq olar. Vibrasiya həmçinin lensin bir qədər hərəkət etməsinə və linzanın təhrif parametrlərinin dəyişməsinə səbəb ola bilər. Məhz buna görə də ənənəvi hava müşahidə kamerası müəyyən müddətdən sonra sabitlənməli və yenidən kalibrlənməlidir.

2.3 Rainpoo-nun əyri kamera obyektivi

İkiqat Gauβ strukturu

Oblique fotoqrafiya obyektiv üçün bir çox tələblərə malikdir, kiçik ölçüdə, yüngül çəkidə, təsvirin təhrifində və xromatik aberasiyada aşağı, rəng bərpasında və yüksək həllində. Linza quruluşunu tərtib edərkən, Rainpoo-nun obyektivində şəkildə göstərildiyi kimi ikiqat Gauβ strukturundan istifadə olunur:
Quruluş linzanın ön hissəsinə, diafraqmaya və lensin arxasına bölünür. Ön və arxa diafraqmaya nisbətən "simmetrik" görünə bilər. Belə bir quruluş, ön və arxada yaranan bəzi xromatik aberrasiyaların bir-birini ləğv etməsinə imkan verir, buna görə də son mərhələdə kalibrləmə və lens ölçüsünə nəzarətdə böyük üstünlüklərə malikdir.

Asferik güzgü

Beş linza ilə inteqrasiya olunmuş əyri kamera üçün hər bir obyektiv çəkisi iki dəfə artarsa, kamera beş dəfə çəkəcək; hər bir obyektiv uzunluğu iki dəfə artırsa, o zaman oblik kameranın ölçüsü ən azı ikiqat olacaqdır. Buna görə dizayn edərkən aberasiya və həcmin mümkün qədər kiçik olmasını təmin etməklə yüksək səviyyədə şəkil keyfiyyəti əldə etmək üçün asferik linzalardan istifadə edilməlidir.

Asferik linzalar sferik səthdən səpələnmiş işığı yenidən fokusla fokuslaya bilər, nəinki daha yüksək rezolyusiya əldə edə bilər, rəng reproduksiya dərəcəsini yüksək edə bilər, həm də az sayda linza ilə aberasiya korreksiyasını tamamlaya bilər, linzaların sayını azalda bilər. kamera daha yüngül və daha kiçik.

Təhrif korreksiyası texnologiya

Quraşdırma prosesindəki səhv lensin tangensial təhrifinin artmasına səbəb olacaq. Bu montaj xətasının azaldılması təhrifin düzəldilməsi prosesidir. Aşağıdakı şəkildə lensin tangensial təhrifinin sxematik diaqramı göstərilir. Ümumiyyətlə, təhrifin yerdəyişməsi aşağı sola - yuxarı sağ küncə nisbətən simmetrikdir, bu, linzanın montaj səhvlərindən qaynaqlanan istiqamətə perpendikulyar fırlanma bucağına malik olduğunu göstərir.

Buna görə də, yüksək təsvir dəqiqliyi və keyfiyyətini təmin etmək üçün Rainpoo dizayn, emal və montajda bir sıra ciddi yoxlamalar aparmışdır:

Dizaynın erkən mərhələsində, linzaların montajının koaksiallığını təmin etmək üçün, mümkün qədər bütün linzaların quraşdırılması təyyarələrinin bir sıxma ilə işlənməsini təmin etmək;

②Yüksək dəqiqlikli torna dəzgahlarında xaricdən gətirilən xəlitəli torna alətlərindən istifadə edərək emal dəqiqliyinin IT6 səviyyəsinə çatmasını təmin etmək, xüsusən də koaksiallığa dözümlülüyün 0,01 mm olmasını təmin etmək;

③Hər bir linza daxili dairəvi səthdə yüksək dəqiqlikli volfram polad ştepsel ölçmə cihazları ilə təchiz edilmişdir (hər ölçüdə ən azı 3 müxtəlif dözümlülük standartı var), hər bir hissə ciddi şəkildə yoxlanılır və paralellik və perpendikulyarlıq kimi mövqe tolerantlıqları müəyyən edilir. üç koordinatlı ölçü aləti;

④Hər bir linza istehsal edildikdən sonra, o, proyeksiya ayırdetmə qabiliyyəti və diaqram testləri və linzanın ayırdetmə qabiliyyəti və rəng reproduksiyası kimi müxtəlif göstəricilər daxil olmaqla yoxlanılmalıdır.