3d mapping camera

WHY RAINPOO

כיצד סטייה ועיוות כרומטיים משפיעים על ima.files

1. סטייה כרומטית

1.1 מהי סטייה כרומטית

הסטייה הכרומטית נגרמת מההבדל בכושר ההעברה של החומר. האור הטבעי מורכב מאזור האור הנראה עם טווח אורכי גל של 390 עד 770 ננומטר, והשאר הם הספקטרום שהעין האנושית לא יכולה לראות. מכיוון שלחומרים יש מדדי שבירה שונים עבור אורכי גל שונים של אור צבעוני, לכל אור צבעוני יש מיקום הדמיה והגדלה שונה, מה שמביא לכרומטיות של מיקום.

1.2 כיצד סטייה כרומטית משפיעה על איכות התמונה

(1) בשל אורכי גל שונים ואינדקס השבירה של צבעי אור שונים, לא ניתן למקד היטב את נקודת האובייקט לנקודת תמונה מושלמת אחת, כך שהתמונה תהיה מטושטשת.

(2) כמו כן, בשל ההגדלה השונה של צבעים שונים, יהיו "קווי קשת בענן" בשולי נקודות התמונה.

1.3 כיצד משפיעה סטייה כרומטית על מודל תלת מימד

כאשר לנקודות התמונה יש "קווי קשת", זה ישפיע על תוכנת הדוגמנות התלת מימדית כדי להתאים לאותה נקודה. עבור אותו אובייקט, התאמה של שלושה צבעים עלולה לגרום לשגיאה עקב "קווי הקשת". כאשר השגיאה הזו מצטברת מספיק גדולה, היא תגרום ל"ריבוד".

1.4 כיצד לבטל סטייה כרומטית

השימוש במקדם שבירה שונה ופיזור שונה של שילוב זכוכית יכול לחסל סטייה כרומטית. לדוגמה, השתמש במקדם שבירה נמוך ובזכוכית בעלת פיזור נמוך כעדשות קמורות, ובמקדם שבירה גבוה וזכוכית בפיזור גבוה כעדשות קעורות.

לעדשה משולבת כזו יש אורך מוקד קצר יותר באורך הגל האמצעי ואורך מוקד ארוך יותר בקרני הגל הארוך והקצר. על ידי התאמת העקמומיות הכדורית של העדשה, אורכי המוקד של האור הכחול והאדום יכולים להיות שווים בדיוק, מה שבעצם מבטל את הסטייה הכרומטית.

ספקטרום משני

אבל אי אפשר לבטל לחלוטין סטייה כרומטית. לאחר השימוש בעדשה המשולבת, הסטייה הכרומטית הנותרת נקראת "ספקטרום משני". ככל שאורך המוקד של העדשה ארוך יותר, כך נשאר יותר סטייה כרומטית. לכן, עבור סקר אווירי הדורש מדידות מדויקות, לא ניתן להתעלם מהספקטרום המשני.

בתיאוריה, אם ניתן לחלק את רצועת האור למרווחים כחול-ירוק וירוק-אדום, ומיושמות טכניקות אכרומטיות על שני המרווחים הללו, ניתן בעצם לבטל את הספקטרום המשני. עם זאת, הוכח בחישוב שאם אכרומטי עבור אור ירוק ואור אדום, הסטייה הכרומטית של אור כחול הופכת גדולה; אם אכרומטי עבור אור כחול ואור ירוק, הסטייה הכרומטית של אור אדום הופכת גדולה. נראה שזו בעיה קשה ואין לה תשובה, לא ניתן לבטל לחלוטין את הספקטרום המשני העיקש.

אפוכרומטיAPOטכנולוגיה

למרבה המזל, חישובים תיאורטיים מצאו דרך ל-APO, כלומר למצוא חומר עדשות אופטי מיוחד שהפיזור היחסי שלו של אור כחול לאור אדום נמוך מאוד ושל אור כחול לאור ירוק גבוה מאוד.

פלואוריט הוא חומר כל כך מיוחד, הפיזור שלו נמוך מאוד, וחלק מהפיזור היחסי קרוב להרבה משקפיים אופטיים. פלואוריט בעל מקדם שבירה נמוך יחסית, מסיס מעט במים, בעל יכולת עיבוד ויציבות כימית ירודה, אך בשל תכונותיו האכרומטיות המעולות, הוא הופך לחומר אופטי יקר.

יש מעט מאוד פלואוריט בתפזורת טהור שניתן להשתמש בהם לחומרים אופטיים בטבע, יחד עם המחיר הגבוה שלהם והקושי בעיבוד, עדשות פלואוריט הפכו לשם נרדף לעדשות יוקרתיות. יצרני עדשות שונים לא חסכו במאמץ למצוא תחליפים לפלואור. זכוכית כתר פלואור היא אחת מהן, וזכוכית AD, זכוכית ED וזכוכית UD הן תחליפים כאלה.

מצלמות אלכסוניות של Rainpoo משתמשות בזכוכית ED בפיזור נמוך במיוחד כעדשת המצלמה כדי לגרום לסטייה ועיוות להיות קטנים מאוד. לא רק שמפחית את ההסתברות לריבוד, אלא גם אפקט המודל התלת מימדי שופר מאוד, מה שמשפר משמעותית את השפעת פינות הבניין והחזית.

2、 עיוות

2.1 מהו עיוות

עיוות עדשה הוא למעשה מונח כללי לעיוות פרספקטיבה, כלומר עיוות שנגרם על ידי פרספקטיבה. לעיוות מסוג זה תהיה השפעה רעה מאוד על דיוק הפוטוגרמטריה. אחרי הכל, מטרת הפוטוגרמטריה היא לשכפל, לא להגזים, ולכן נדרש שתמונות ישקפו את המידע בקנה המידה האמיתי של תכונות הקרקע ככל האפשר.

אך מכיוון שזהו המאפיין המובנה של העדשה (עדשה קמורה מתכנסת לאור ועדשה קעורה מתפצלת מאור), הקשר המתבטא בתכנון האופטי הוא: התנאי המשיק לביטול עיוות ותנאי הסינוס לביטול תרדמת של הסרעפת אינם יכולים להתקיים ב- באותו זמן, אז עיוות ואברציה כרומטית אופטית לא ניתן לבטל את אותו הדבר לחלוטין, רק לשפר.

באיור שלמעלה יש קשר פרופורציונלי בין גובה התמונה לגובה האובייקט, והיחס בין השניים הוא ההגדלה.

במערכת הדמיה אידיאלית, המרחק בין מישור האובייקט לעדשה נשמר קבוע, וההגדלה היא ערך מסוים, כך שיש רק קשר פרופורציונלי בין התמונה לאובייקט, ללא עיוות כלל.

עם זאת, במערכת ההדמיה בפועל, מכיוון שהסטייה הכדורית של הקרן הראשית משתנה עם הגדלת זווית השדה, ההגדלה אינה קבועה עוד במישור התמונה של זוג עצמים מצומדים, כלומר, ההגדלה ב- מרכז התמונה וההגדלה של הקצה אינם עקביים, התמונה מאבדת את הדמיון שלה לאובייקט. פגם זה המעוות את התמונה נקרא עיוות.

2.2 כיצד משפיע עיוות על הדיוק

ראשית, השגיאה של AT(Aerial Triangulation) תשפיע על השגיאה של ענן הנקודות הצפוף, ובכך על השגיאה היחסית של המודל התלת-ממדי. לכן, הריבוע הממוצע של השורש (RMS of Reprojection Error) הוא אחד האינדיקטורים החשובים המשקפים באופן אובייקטיבי את דיוק המידול הסופי. על ידי בדיקת ערך ה-RMS, ניתן לשפוט בפשטות את הדיוק של מודל התלת-ממד. ככל שערך ה-RMS קטן יותר, כך הדיוק של הדגם גבוה יותר.

2.3 מהם הגורמים המשפיעים על עיוות העדשה

אורך מוקד
באופן כללי, ככל שאורך המוקד של עדשה עם פוקוס קבוע ארוך יותר, כך העיוות קטן יותר; ככל שאורך המוקד קצר יותר, כך העיוות גדול יותר. למרות שהעיוות של עדשת אורך המוקד הארוך במיוחד (עדשת טל) כבר קטן מאוד, למעשה, על מנת לקחת בחשבון את גובה הטיסה ופרמטרים נוספים, אורך המוקד של עדשת מצלמת הסקר האווירי לא יכול להיות. ככה ארוך.לדוגמה, התמונה הבאה היא עדשת טל של Sony 400 מ"מ. אתה יכול לראות שעיוות העדשה קטן מאוד, כמעט נשלט בתוך 0.5%. אבל הבעיה היא שאם אתה משתמש בעדשה הזו כדי לאסוף תמונות ברזולוציה של 1 ס"מ, וגובה הטיסה הוא כבר 820 מ'. לאפשר למזל"ט לטוס בגובה זה זה לגמרי לא ריאלי.

עיבוד עדשה

עיבוד העדשות הוא השלב המורכב והדיוק הגבוה ביותר בתהליך ייצור העדשה, הכולל לפחות 8 תהליכים. התהליך המקדים כולל חומר חנקתי-קיפול חבית-תליית חול-טחינה, והפוסט-תהליך לוקח ציפוי ליבה-הדבקה-דיו. דיוק העיבוד וסביבת העיבוד קובעים ישירות את הדיוק הסופי של עדשות אופטיות.

לדיוק עיבוד נמוך יש השפעה קטלנית על עיוות הדמיה, מה שמוביל ישירות לעיוות עדשה לא אחיד, שלא ניתן לפרמטרים או לתקן, מה שישפיע בצורה רצינית על הדיוק של מודל התלת מימד.

התקנת עדשות

איור 1 מציג את הטיית העדשה במהלך תהליך התקנת העדשה;

איור 2 מראה שהעדשה אינה קונצנטרית במהלך תהליך התקנת העדשה;

איור 3 מציג את ההתקנה הנכונה.

בשלושת המקרים הנ"ל, שיטות ההתקנה בשני המקרים הראשונים הן כולן הרכבה "שגויה", דבר אשר יהרוס את המבנה המתוקן, וכתוצאה מכך בעיות שונות כגון טשטוש, מסך לא אחיד ופיזור. לכן, בקרת דיוק קפדנית עדיין נדרשת במהלך העיבוד וההרכבה.

תהליך הרכבת העדשה

תהליך הרכבת העדשה מתייחס לתהליך של מודול העדשה הכולל וחיישן ההדמיה. הפרמטרים כגון מיקום הנקודה המרכזית של אלמנט הכיוון והעיוות המשיק בפרמטרי כיול המצלמה מתארים את הבעיות שנגרמו משגיאת ההרכבה.

באופן כללי, ניתן לסבול מגוון קטן של שגיאות הרכבה (כמובן, ככל שדיוק ההרכבה גבוה יותר, כך ייטב). כל עוד פרמטרי הכיול מדויקים, ניתן לחשב את עיוות התמונה בצורה מדויקת יותר, ולאחר מכן ניתן להסיר את עיוות התמונה. רטט יכול גם לגרום לעדשה לזוז מעט ולגרום לשינוי פרמטרי עיוות העדשה. זו הסיבה שיש לתקן ולכייל מחדש את מצלמת הסקר האווירי המסורתית לאחר פרק זמן.

2.3 עדשת המצלמה האלכסונית של Rainpoo

לְהַכפִּיל Gauβ מִבְנֶה

 לצילום אלכסוני יש דרישות רבות לעדשה, להיות קטנה בגודלה, קלה במשקל, בעיוות תמונה נמוכה ובסטייה כרומטית, גבוהה בשחזור צבע וברזולוציה גבוהה. בעת תכנון מבנה העדשה, העדשה של Rainpoo משתמשת במבנה Gauβ כפול, כפי שמוצג באיור:
המבנה מחולק לחלק הקדמי של העדשה, לסרעפת ולחלק האחורי של העדשה. החלק הקדמי והאחורי יכולים להיראות "סימטריים" ביחס לסרעפת. מבנה כזה מאפשר לחלק מהסטיות הכרומטיות שנוצרות בחלק הקדמי והאחורי לבטל זו את זו, ולכן יש לו יתרונות גדולים בכיול ושליטה בגודל העדשה בשלב מאוחר.

מראה אספרית

למצלמה אלכסונית משולבת עם חמש עדשות, אם כל עדשה מכפילה את משקלה, המצלמה תשקול פי חמישה; אם כל עדשה מכפילה את אורכה, אז המצלמה האלכסונית לפחות תכפיל את גודלה. לכן, בעת התכנון, על מנת לקבל רמה גבוהה של איכות תמונה תוך הקפדה על הסטייה והווליום קטנים ככל האפשר, יש להשתמש בעדשות אספריות.

עדשות אספריות יכולות למקד מחדש את האור המפוזר דרך המשטח הכדורי בחזרה לפוקוס, לא רק שיכולות להשיג רזולוציה גבוהה יותר, להפוך את מידת רביית הצבע לגבוהה, אלא גם יכולות להשלים תיקון סטייה עם מספר קטן של עדשות, להפחית את מספר העדשות. המצלמה קלה וקטנה יותר.

תיקון עיוות טכנולוגיה

השגיאה בתהליך ההרכבה תגרום לעיוות המשיקי של העדשה לגדול. הפחתת שגיאת הרכבה זו היא תהליך תיקון העיוות. האיור הבא מציג את הדיאגרמה הסכמטית של העיוות המשיקי של עדשה. באופן כללי, תזוזה העיוות היא סימטרית ביחס לפינה השמאלית התחתונה - הפינה הימנית העליונה, מה שמצביע על כך שלעדשה יש זווית סיבוב מאונכת לכיוון, הנגרמת משגיאות הרכבה.

לכן, על מנת להבטיח את הדיוק והאיכות הגבוהים של ההדמיה, Rainpoo ביצעה סדרה של בדיקות קפדניות על עיצוב, עיבוד והרכבה:

בשלב מוקדם של התכנון, על מנת להבטיח את הקואקסיאליות של הרכבת העדשות, ככל האפשר להבטיח שכל מטוסי התקנת העדשות מעובדים על ידי הידוק אחד;

②שימוש בכלי סיבוב מסגסוגת מיובאים על מחרטות ברמת דיוק גבוהה כדי להבטיח שדיוק העיבוד מגיע לרמת IT6, במיוחד כדי להבטיח שסבילות הקואקסיאליות היא 0.01 מ"מ;

③כל עדשה מצוידת בסט של מדי תקע פלדת טונגסטן ברמת דיוק גבוהה על פני השטח המעגלי הפנימי (כל גודל מכיל לפחות 3 תקני סובלנות שונים), כל חלק נבדק בקפדנות, וסובלנות מיקום כגון מקביליות וניצב מזוהות על ידי מכשיר מדידה של שלוש קואורדינטות;

④לאחר ייצור כל עדשה, יש לבדוק אותה, כולל רזולוציית הקרנה ובדיקות תרשים, ואינדיקטורים שונים כגון הרזולוציה ושעתוק הצבע של העדשה.

RMS של עדשות Rainpoo בַּלָשׁ