1. انحراف رنگی
1.1 انحراف رنگی چیست؟
انحراف رنگی ناشی از تفاوت در قابلیت انتقال مواد است. نور طبیعی از ناحیه نور مرئی با محدوده طول موج 390 تا 770 نانومتر تشکیل شده است و بقیه طیفی هستند که چشم انسان نمی تواند ببیند. از آنجایی که مواد دارای ضریب شکست متفاوتی برای طول موج های مختلف نور رنگی هستند، هر نور رنگی موقعیت تصویربرداری و بزرگنمایی متفاوتی دارد که منجر به کروماتیسم موقعیت می شود.
1.2 چگونه انحراف رنگی بر کیفیت تصویر تأثیر می گذارد
(1) به دلیل طول موج های مختلف و ضریب شکست رنگ های مختلف نور، نقطه شی را نمی توان به خوبی در یک نقطه تصویر کامل فوکوس کرد، بنابراین عکس تار خواهد شد.
(2) همچنین، به دلیل بزرگنمایی متفاوت رنگ های مختلف، "خطوط رنگین کمانی" در لبه نقاط تصویر وجود خواهد داشت.
1.3 چگونه انحراف رنگی بر مدل سه بعدی تأثیر می گذارد
هنگامی که نقاط تصویر دارای "خطوط رنگین کمان" هستند، نرم افزار مدل سازی سه بعدی را تحت تاثیر قرار می دهد تا با همان نقطه مطابقت داشته باشد. برای یک شی، تطبیق سه رنگ ممکن است به دلیل "خطوط رنگین کمان" خطا ایجاد کند. هنگامی که این خطا به اندازه کافی بزرگ جمع شود، باعث "طبقه بندی" می شود.
1.4 چگونه انحراف رنگی را از بین ببریم
استفاده از ضریب شکست متفاوت و پراکندگی متفاوت ترکیب شیشه می تواند انحراف رنگی را از بین ببرد. به عنوان مثال، از شیشه با ضریب شکست کم و پراکندگی کم به عنوان عدسی محدب، و شیشه با ضریب شکست بالا و شیشه با پراکندگی بالا به عنوان عدسی مقعر استفاده کنید.
چنین عدسی ترکیبی دارای فاصله کانونی کوتاه تری در طول موج میانی و فاصله کانونی طولانی تری در پرتوهای موج بلند و کوتاه است. با تنظیم انحنای کروی لنز، فواصل کانونی نور آبی و قرمز می تواند دقیقاً برابر باشد که اساساً انحراف رنگی را از بین می برد.
طیف ثانویه
اما انحراف رنگی را نمی توان به طور کامل حذف کرد. پس از استفاده از لنز ترکیبی، انحراف رنگی باقیمانده "طیف ثانویه" نامیده می شود. هر چه فاصله کانونی لنز بیشتر باشد، انحراف رنگی بیشتری باقی می ماند. بنابراین، برای بررسی هوایی که نیاز به اندازه گیری های دقیق دارد، نمی توان طیف ثانویه را نادیده گرفت.
در تئوری، اگر بتوان نوار نور را به بازههای آبی-سبز و سبز-قرمز تقسیم کرد و تکنیکهای آکروماتیک در این دو بازه اعمال شود، اساساً میتوان طیف ثانویه را حذف کرد. با این حال، با محاسبات ثابت شده است که اگر برای نور سبز و نور قرمز بی رنگ باشد، انحراف رنگی نور آبی بزرگ می شود. اگر برای نور آبی و نور سبز بی رنگ باشد، انحراف رنگی نور قرمز بزرگ می شود. به نظر می رسد که این یک مشکل دشوار است و پاسخی ندارد، طیف ثانویه سرسخت را نمی توان به طور کامل حذف کرد.
آپوکروماتیک(APO)فن آوری
خوشبختانه، محاسبات نظری راهی برای APO پیدا کرده است، یعنی یافتن ماده لنز نوری خاصی که پراکندگی نسبی نور آبی به نور قرمز بسیار کم و از نور آبی به نور سبز بسیار زیاد است.
فلوریت چنین ماده خاصی است، پراکندگی آن بسیار کم است و بخشی از پراکندگی نسبی به بسیاری از شیشه های نوری نزدیک است. فلوریت ضریب شکست نسبتاً پایینی دارد، کمی در آب حل میشود و قابلیت فرآیند و پایداری شیمیایی ضعیفی دارد، اما به دلیل خواص آکروماتیک عالی، به یک ماده نوری گرانبها تبدیل میشود.
فلوریت فلوریت خالص بسیار کمی وجود دارد که بتوان از آن برای مواد نوری در طبیعت استفاده کرد، به همراه قیمت بالا و دشواری در پردازش، لنزهای فلوریت مترادف با لنزهای پیشرفته شدهاند. تولیدکنندگان مختلف لنز از هیچ تلاشی برای یافتن جایگزینی برای فلوریت دریغ نکرده اند. شیشه فلورین تاج یکی از آنهاست و شیشه های AD، شیشه ED و شیشه UD جایگزین هایی از این دست هستند.
دوربین های مایل Rainpoo از شیشه ED با پراکندگی بسیار کم به عنوان لنز دوربین استفاده می کنند تا انحراف و اعوجاج بسیار کوچک باشد. نه تنها احتمال لایه بندی را کاهش می دهد، بلکه جلوه مدل سه بعدی نیز بسیار بهبود یافته است که به طور قابل توجهی تأثیر گوشه ها و نمای ساختمان را بهبود می بخشد.
2- تحریف
2.1 تحریف چیست
اعوجاج لنز در واقع یک اصطلاح کلی برای اعوجاج پرسپکتیو است، یعنی اعوجاج ناشی از پرسپکتیو. این نوع اعوجاج تأثیر بسیار بدی بر دقت فتوگرامتری خواهد داشت. به هر حال، هدف فتوگرامتری بازتولید است، نه اغراق، بنابراین لازم است که عکس ها تا حد امکان اطلاعات مقیاس واقعی ویژگی های زمین را منعکس کنند.
اما از آنجا که این ویژگی ذاتی عدسی است (عدسی محدب نور را همگرا می کند و عدسی مقعر نور را واگرا می کند)، رابطه ای که در طراحی نوری بیان می شود این است: شرط مماس برای از بین بردن اعوجاج و شرایط سینوسی برای از بین بردن کمای دیافراگم را نمی توان برآورده کرد. در همان زمان، بنابراین اعوجاج و انحراف رنگی نوری همان را نمی توان به طور کامل حذف کرد، فقط بهبود می یابد.
در شکل بالا یک رابطه متناسب بین ارتفاع تصویر و ارتفاع جسم وجود دارد و نسبت بین این دو بزرگنمایی است.
در یک سیستم تصویربرداری ایدهآل، فاصله بین صفحه جسم و لنز ثابت نگه داشته میشود و بزرگنمایی مقدار مشخصی است، بنابراین فقط یک رابطه متناسب بین تصویر و جسم وجود دارد و اصلاً اعوجاج وجود ندارد.
با این حال، در سیستم تصویربرداری واقعی، از آنجایی که انحراف کروی پرتو اصلی با افزایش زاویه میدان تغییر میکند، بزرگنمایی دیگر در صفحه تصویر یک جفت جسم مزدوج ثابت نیست، یعنی بزرگنمایی در مرکز تصویر و بزرگنمایی لبه ناهماهنگ هستند، تصویر شباهت خود را با جسم از دست می دهد. به این نقص که تصویر را تغییر شکل می دهد، اعوجاج می گویند.
2.2 چگونه اعوجاج بر دقت تأثیر می گذارد
ابتدا خطای AT (Aerial Triangulation) بر خطای ابر نقطه متراکم و در نتیجه خطای نسبی مدل سه بعدی تأثیر می گذارد. بنابراین، ریشه میانگین مربع (RMS of Reprojection Error) یکی از شاخص های مهمی است که به طور عینی دقت مدل سازی نهایی را منعکس می کند. با بررسی مقدار RMS می توان به سادگی صحت مدل سه بعدی را قضاوت کرد. هر چه مقدار RMS کوچکتر باشد، دقت مدل بالاتر است.
2.3 چه عواملی بر اعوجاج لنز تأثیر می گذارد؟
فاصله کانونی
به طور کلی، هر چه فاصله کانونی یک لنز با فوکوس ثابت بیشتر باشد، اعوجاج کمتری دارد. هرچه فاصله کانونی کمتر باشد، اعوجاج بیشتر است. اگرچه اعوجاج لنز با فاصله کانونی فوق العاده بلند (عدسی تله) در حال حاضر بسیار کم است، در واقع، به منظور در نظر گرفتن ارتفاع پرواز و سایر پارامترها، فاصله کانونی لنز دوربین نقشه برداری هوایی قابل محاسبه نیست. آن مدتبه عنوان مثال تصویر زیر یک لنز تله 400 میلی متری سونی است. می توانید ببینید که اعوجاج لنز بسیار کوچک است، تقریباً در 0.5٪ کنترل می شود. اما مشکل این است که اگر از این لنز برای جمعآوری عکسهایی با وضوح ۱ سانتیمتر استفاده کنید و ارتفاع پرواز در حال حاضر ۸۲۰ متر است، پرواز پهپاد در این ارتفاع کاملا غیر واقعی است.
پردازش لنز
پردازش لنز پیچیده ترین و بالاترین گام در فرآیند تولید لنز است که شامل حداقل 8 فرآیند است. پیش فرآیند شامل مواد نیترات - تاشو بشکه - شن و ماسه آویزان - سنگ زنی است و پس از فرآیند، پوشش هسته - پوشش - چسبندگی - جوهر انجام می شود. دقت پردازش و محیط پردازش مستقیماً دقت نهایی لنزهای نوری را تعیین می کند.
دقت پردازش پایین تأثیر مرگباری بر اعوجاج تصویر دارد که مستقیماً منجر به اعوجاج ناهموار لنز می شود که نمی توان آن را پارامتر یا اصلاح کرد که به طور جدی بر دقت مدل سه بعدی تأثیر می گذارد.
نصب لنز
شکل 1 شیب لنز را در طول فرآیند نصب لنز نشان می دهد.
شکل 2 نشان می دهد که لنز در طول فرآیند نصب لنز متحدالمرکز نیست.
شکل 3 نصب صحیح را نشان می دهد.
در سه مورد فوق، روشهای نصب در دو حالت اول، همگی مونتاژ «اشتباه» است که ساختار اصلاح شده را از بین میبرد و در نتیجه مشکلات مختلفی مانند تاری، ناهمواری صفحه نمایش و پراکندگی ایجاد میکند. بنابراین، کنترل دقیق دقیق هنوز در طول پردازش و مونتاژ مورد نیاز است.
فرآیند مونتاژ لنز
فرآیند مونتاژ لنز به فرآیند ماژول کلی لنز و سنسور تصویربرداری اشاره دارد. پارامترهایی مانند موقعیت نقطه اصلی عنصر جهت و اعوجاج مماسی در پارامترهای کالیبراسیون دوربین مشکلات ناشی از خطای مونتاژ را توصیف می کنند.
به طور کلی، محدوده کوچکی از خطاهای مونتاژ را می توان تحمل کرد (البته، هر چه دقت مونتاژ بالاتر باشد، بهتر است). تا زمانی که پارامترهای کالیبراسیون دقیق باشند، اعوجاج تصویر را می توان با دقت بیشتری محاسبه کرد و سپس اعوجاج تصویر را می توان حذف کرد. لرزش همچنین می تواند باعث حرکت جزئی لنز و تغییر پارامترهای اعوجاج لنز شود. به همین دلیل است که دوربین سنتی نقشه برداری هوایی نیاز به تعمیر و کالیبره شدن مجدد پس از مدتی دارد.
2.3 لنز مایل دوربین Rainpoo
دو برابر Gauβ ساختار
عکاسی مایل الزامات زیادی برای لنز دارد، اندازه کوچک، وزن سبک، اعوجاج تصویر و انحراف رنگی کم، بازتولید رنگ بالا و وضوح بالا. هنگام طراحی ساختار لنز، لنز Rainpoo از ساختار Gauβ دوگانه استفاده می کند، همانطور که در شکل نشان داده شده است:
ساختار به قسمت جلویی لنز، دیافراگم و پشت لنز تقسیم می شود. جلو و عقب می توانند با توجه به دیافراگم "متقارن" به نظر برسند. چنین ساختاری به برخی از انحرافات رنگی ایجاد شده در جلو و عقب اجازه می دهد تا یکدیگر را خنثی کنند، بنابراین مزایای زیادی در کالیبراسیون و کنترل اندازه لنز در مرحله آخر دارد.
آینه کروی
برای یک دوربین مایل که با پنج لنز ادغام شده است، اگر وزن هر لنز دو برابر شود، وزن دوربین پنج برابر خواهد شد. اگر طول هر لنز دو برابر شود، اندازه دوربین مایل حداقل دو برابر خواهد شد. بنابراین، هنگام طراحی، برای به دست آوردن سطح بالایی از کیفیت تصویر و حصول اطمینان از اینکه انحراف و حجم تا حد ممکن کوچک است، باید از لنزهای غیر کروی استفاده شود.
لنزهای غیر کروی می توانند نور پراکنده شده از طریق سطح کروی را مجدداً به کانون توجه کنند، نه تنها می توانند وضوح بالاتری به دست آورند، درجه بازتولید رنگ را بالا می برند، بلکه می توانند اصلاح انحراف را با تعداد کمی لنز کامل کنند، تعداد لنزهای ساخت را کاهش دهند. دوربین سبک تر و کوچکتر
تصحیح اعوجاج فن آوری
خطا در فرآیند مونتاژ باعث افزایش اعوجاج مماسی لنز می شود. کاهش این خطای مونتاژ فرآیند تصحیح اعوجاج است. شکل زیر نمودار شماتیک اعوجاج مماسی یک عدسی را نشان می دهد. به طور کلی، جابجایی اعوجاج با توجه به سمت چپ پایین - گوشه سمت راست بالا متقارن است، که نشان می دهد که لنز زاویه چرخش عمود بر جهت دارد که ناشی از خطاهای مونتاژ است.
بنابراین، Rainpoo به منظور اطمینان از دقت و کیفیت تصویربرداری بالا، یک سری بررسی های دقیق در مورد طراحی، پردازش و مونتاژ انجام داده است:
در مرحله اولیه طراحی، به منظور اطمینان از هم محوری مونتاژ لنز، تا آنجا که ممکن است اطمینان حاصل شود که تمام صفحات نصب لنز با یک گیره پردازش می شوند.
②استفاده از ابزارهای تراشکاری آلیاژی وارداتی بر روی ماشین های تراش با دقت بالا برای اطمینان از اینکه دقت ماشینکاری به سطح IT6 می رسد، به ویژه برای اطمینان از اینکه تحمل هم محوری 0.01 میلی متر است.
③ هر لنز مجهز به مجموعهای از گیجهای فشار قوی فولاد تنگستن بر روی سطح دایرهای داخلی است (هر اندازه شامل حداقل 3 استاندارد تحمل متفاوت است)، هر بخش به شدت بازرسی میشود، و تلرانسهای موقعیت مانند موازی و عمود بودن توسط یک دستگاه تشخیص داده میشوند. ابزار اندازه گیری سه مختصات؛
④بعد از تولید هر لنز، باید آن را بررسی کرد، از جمله تست های وضوح تصویر و نمودار و شاخص های مختلف مانند وضوح و بازتولید رنگ لنز.
RMS لنزهای Rainpoo tec