1.ความคลาดเคลื่อนสี
1.1 ความคลาดเคลื่อนสีคืออะไร
ความคลาดเคลื่อนสีเกิดจากความแตกต่างในการส่งผ่านข้อมูลของวัสดุ แสงธรรมชาติประกอบด้วยบริเวณแสงที่มองเห็นได้ด้วยช่วงความยาวคลื่น 390 ถึง 770 นาโนเมตร และส่วนที่เหลือเป็นสเปกตรัมที่ดวงตามนุษย์ไม่สามารถมองเห็นได้ เนื่องจากวัสดุมีดัชนีการหักเหของแสงที่แตกต่างกันสำหรับความยาวคลื่นของแสงสีที่ต่างกัน แสงสีแต่ละสีจึงมีตำแหน่งและกำลังขยายในการถ่ายภาพที่แตกต่างกัน ซึ่งส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนสีของตำแหน่ง
1.2 ความคลาดเคลื่อนสีส่งผลต่อคุณภาพของภาพอย่างไร
(1) เนื่องจากความยาวคลื่นและดัชนีการหักเหของแสงที่แตกต่างกันของแสงสีต่างกัน จุดของวัตถุจึงไม่สามารถโฟกัสไปที่จุดภาพที่สมบูรณ์แบบเพียงจุดเดียวได้ ดังนั้นภาพจะเบลอ
(2) นอกจากนี้ เนื่องจากกำลังขยายที่แตกต่างกันของสีต่างๆ จะมี "เส้นรุ้ง" ที่ขอบของจุดภาพ
1.3 ความคลาดเคลื่อนของสีส่งผลต่อโมเดล 3 มิติอย่างไร
เมื่อจุดภาพมี "เส้นรุ้ง" จะส่งผลต่อซอฟต์แวร์การสร้างแบบจำลอง 3 มิติเพื่อให้ตรงกับจุดเดียวกัน สำหรับวัตถุเดียวกัน การจับคู่สามสีอาจทำให้เกิดข้อผิดพลาดเนื่องจาก "เส้นรุ้ง" เมื่อข้อผิดพลาดนี้สะสมมากพอ จะทำให้เกิด "การแบ่งชั้น"
1.4 วิธีขจัดความคลาดเคลื่อนสี
การใช้ดัชนีการหักเหของแสงที่แตกต่างกันและการกระจายตัวของกระจกที่แตกต่างกันสามารถขจัดความคลาดเคลื่อนของสีได้ ตัวอย่างเช่น ใช้ดัชนีการหักเหของแสงต่ำและกระจกกระจายแสงต่ำเป็นเลนส์นูน และใช้ดัชนีการหักเหของแสงสูงและกระจกที่มีการกระจายแสงสูงเป็นเลนส์เว้า
เลนส์ที่รวมกันดังกล่าวจะมีทางยาวโฟกัสสั้นกว่าที่ความยาวคลื่นกลาง และทางยาวโฟกัสยาวกว่าที่รังสีคลื่นยาวและสั้น ด้วยการปรับความโค้งของทรงกลมของเลนส์ ความยาวโฟกัสของแสงสีน้ำเงินและสีแดงจะเท่ากันทุกประการ ซึ่งโดยทั่วไปแล้วจะขจัดความคลาดเคลื่อนสี
สเปกตรัมรอง
แต่ไม่สามารถขจัดความคลาดเคลื่อนของสีได้อย่างสมบูรณ์ หลังจากใช้เลนส์รวม ความคลาดสีที่เหลือจะเรียกว่า "สเปกตรัมทุติยภูมิ" ยิ่งทางยาวโฟกัสของเลนส์ยาวเท่าใด ความคลาดเคลื่อนของสีก็จะยิ่งเหลือมากขึ้นเท่านั้น ดังนั้นสำหรับการสำรวจทางอากาศที่ต้องการการวัดที่มีความแม่นยำสูง สเปกตรัมทุติยภูมิจึงไม่สามารถละเลยได้
ตามทฤษฎีแล้ว หากแถบแสงสามารถแบ่งออกเป็นช่วงสีน้ำเงิน-เขียว และเขียว-แดง และนำเทคนิคที่ไม่มีสีไปใช้กับช่วงเวลาสองช่วงเวลานี้ โดยทั่วไปแล้วสเปกตรัมทุติยภูมิจะถูกกำจัดออกไป อย่างไรก็ตาม มีการพิสูจน์โดยการคำนวณว่าหากไม่มีสีสำหรับแสงสีเขียวและแสงสีแดง ความคลาดเคลื่อนสีของแสงสีน้ำเงินจะมีขนาดใหญ่ หากไม่มีสีสำหรับแสงสีน้ำเงินและแสงสีเขียว ความคลาดเคลื่อนสีของแสงสีแดงจะมีขนาดใหญ่ ดูเหมือนว่านี่เป็นปัญหาที่ยากและไม่มีคำตอบ,สเปกตรัมทุติยภูมิที่ดื้อรั้นไม่สามารถกำจัดได้อย่างสมบูรณ์
Apochromatic（APO）เทคโนโลยี
โชคดีที่การคำนวณตามทฤษฎีได้ค้นพบวิธีสำหรับ APO ซึ่งก็คือการค้นหาวัสดุเลนส์ออปติคัลชนิดพิเศษที่มีการกระจายแสงสีน้ำเงินกับแสงสีแดงสัมพันธ์กันต่ำมาก และแสงสีน้ำเงินถึงแสงสีเขียวสูงมาก
ฟลูออไรท์เป็นวัสดุพิเศษที่มีการกระจายตัวต่ำมาก และส่วนหนึ่งของการกระจายแบบสัมพัทธ์นั้นอยู่ใกล้กับแว่นสายตาจำนวนมาก ฟลูออไรท์มีดัชนีการหักเหของแสงค่อนข้างต่ำ ละลายได้เล็กน้อยในน้ำ และมีความสามารถในกระบวนการต่ำและมีเสถียรภาพทางเคมี แต่เนื่องจากคุณสมบัติไม่มีสีที่ยอดเยี่ยม ฟลูออไรต์จึงกลายเป็นวัสดุเชิงแสงที่มีค่า
มีฟลูออไรต์บริสุทธิ์จำนวนน้อยมากที่สามารถใช้สำหรับวัสดุออปติคัลในธรรมชาติ ประกอบกับราคาที่สูงและความยากในการประมวลผล เลนส์ฟลูออไรต์จึงมีความหมายเหมือนกันกับเลนส์ระดับไฮเอนด์ ผู้ผลิตเลนส์หลายรายไม่ต้องพยายามหาสารทดแทนฟลูออไรท์ หนึ่งในนั้นคือกระจกครอบฟันฟลูออรีน และกระจก AD, กระจก ED และกระจก UD เป็นสิ่งทดแทนดังกล่าว
กล้องเอียงของ Rainpoo ใช้กระจก ED ที่มีการกระจายต่ำมากเป็นเลนส์กล้องเพื่อทำให้ความคลาดเคลื่อนและการบิดเบือนมีขนาดเล็กมาก ไม่เพียงแต่ลดความน่าจะเป็นของการแบ่งชั้น แต่ยังได้รับการปรับปรุงเอฟเฟกต์ของโมเดล 3 มิติอย่างมาก ซึ่งช่วยปรับปรุงเอฟเฟกต์ของมุมอาคารและด้านหน้าอาคารได้อย่างมาก
2、การบิดเบือน
2.1 การบิดเบือนคืออะไร
ที่จริงแล้วการบิดเบือนของเลนส์เป็นคำทั่วไปสำหรับการบิดเบือนของเปอร์สเปคทีฟ นั่นคือ การบิดเบือนที่เกิดจากเปอร์สเป็คทีฟ การบิดเบือนแบบนี้จะส่งผลเสียอย่างมากต่อความแม่นยำของการวัดแสง ท้ายที่สุดแล้ว จุดประสงค์ของโฟโตแกรมเมทรีคือการสร้างซ้ำ ไม่ใช่การพูดเกินจริง ดังนั้น จึงจำเป็นที่ภาพถ่ายควรสะท้อนข้อมูลมาตราส่วนที่แท้จริงของลักษณะพื้นดินให้มากที่สุด
แต่เนื่องจากเป็นลักษณะเฉพาะของเลนส์ (เลนส์นูนมาบรรจบกันของแสงและเลนส์เว้าแยกแสง) ความสัมพันธ์ที่แสดงออกมาในการออกแบบออปติคัลคือ: สภาวะสัมผัสกันเพื่อขจัดความผิดเพี้ยน และสภาวะไซน์สำหรับขจัดโคม่าของไดอะแฟรมไม่สามารถบรรลุได้ ในเวลาเดียวกัน ดังนั้นการบิดเบือนและความคลาดเคลื่อนของแสง เหมือนกันไม่สามารถกำจัดได้อย่างสมบูรณ์ ปรับปรุงเท่านั้น
ในรูปด้านบน มีความสัมพันธ์ตามสัดส่วนระหว่างความสูงของภาพกับความสูงของวัตถุ และอัตราส่วนระหว่างทั้งสองคือกำลังขยาย
ในระบบภาพในอุดมคติ ระยะห่างระหว่างระนาบวัตถุกับเลนส์จะคงที่ และกำลังขยายเป็นค่าที่แน่นอน ดังนั้นจึงมีเพียงความสัมพันธ์ตามสัดส่วนระหว่างภาพกับวัตถุ ไม่มีความผิดเพี้ยนเลย
อย่างไรก็ตาม ในระบบภาพจริง เนื่องจากความคลาดทรงกลมของรังสีเอกซ์แตกต่างกันไปตามมุมสนามที่เพิ่มขึ้น กำลังขยายจึงไม่คงที่บนระนาบภาพของวัตถุคอนจูเกตคู่หนึ่งอีกต่อไป กล่าวคือ กำลังขยายใน ศูนย์กลางของภาพและกำลังขยายของขอบไม่สอดคล้องกัน รูปภาพจะสูญเสียความคล้ายคลึงกันกับวัตถุ ข้อบกพร่องที่ทำให้ภาพบิดเบี้ยวนี้เรียกว่าความผิดเพี้ยน
2.2 การบิดเบือนส่งผลต่อความแม่นยำอย่างไร
ประการแรก ข้อผิดพลาดของ AT(Aerial Triangulation) จะส่งผลต่อข้อผิดพลาดของคลาวด์จุดที่หนาแน่น และทำให้เกิดข้อผิดพลาดสัมพัทธ์ของโมเดล 3 มิติ ดังนั้น ค่ากลางรากที่สอง (RMS of Reprojection Error) จึงเป็นหนึ่งในตัวชี้วัดที่สำคัญที่สะท้อนถึงความแม่นยำของแบบจำลองขั้นสุดท้ายอย่างเป็นกลาง การตรวจสอบค่า RMS จะทำให้สามารถตัดสินความถูกต้องของแบบจำลอง 3 มิติได้ง่ายๆ ยิ่งค่า RMS น้อยเท่าใด ความแม่นยำของแบบจำลองก็จะยิ่งสูงขึ้น
2.3 อะไรคือปัจจัยที่ส่งผลต่อการบิดเบือนของเลนส์
ความยาวโฟกัส
โดยทั่วไป ยิ่งทางยาวโฟกัสของเลนส์โฟกัสคงที่นานเท่าใด ความบิดเบี้ยวก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น ยิ่งทางยาวโฟกัสสั้นลง ความบิดเบี้ยวก็จะยิ่งมากขึ้น แม้ว่าการบิดเบือนของเลนส์ทางยาวโฟกัสยาวพิเศษ(เลนส์เทเล) จะมีขนาดเล็กมากอยู่แล้ว อันที่จริงแล้ว เมื่อต้องคำนึงถึงความสูงของเที่ยวบินและพารามิเตอร์อื่น ๆ ความยาวโฟกัสของเลนส์ของกล้องสำรวจทางอากาศไม่สามารถ มานานแล้วว่า.ตัวอย่างเช่น รูปภาพต่อไปนี้คือเลนส์เทเล Sony 400 มม. คุณจะเห็นได้ว่าความผิดเพี้ยนของเลนส์นั้นเล็กมาก เกือบจะควบคุมได้ภายใน 0.5% แต่ปัญหาคือถ้าคุณใช้เลนส์นี้เพื่อรวบรวมภาพถ่ายที่ความละเอียด 1 ซม. และระดับความสูงของเที่ยวบินอยู่ที่ 820 ม. แล้วปล่อยให้โดรนบินที่ระดับความสูงนี้ไม่สมจริงเลย
การประมวลผลเลนส์
การประมวลผลเลนส์เป็นขั้นตอนที่ซับซ้อนและแม่นยำที่สุดในกระบวนการผลิตเลนส์ ซึ่งเกี่ยวข้องกับกระบวนการอย่างน้อย 8 ขั้นตอน กระบวนการก่อนรวมถึงไนเตรตวัสดุ-บาร์เรลพับทรายแขวน-บด และหลังกระบวนการใช้การเคลือบแกน-เคลือบ-การยึดเกาะ-หมึก ความแม่นยำในการประมวลผลและสภาพแวดล้อมในการประมวลผลเป็นตัวกำหนดความแม่นยำขั้นสุดท้ายของเลนส์ออปติคัล
ความแม่นยำในการประมวลผลต่ำส่งผลร้ายแรงต่อความผิดเพี้ยนของภาพ ซึ่งนำไปสู่ความผิดเพี้ยนของเลนส์ที่ไม่สม่ำเสมอโดยตรง ซึ่งไม่สามารถกำหนดพารามิเตอร์หรือแก้ไขได้ ซึ่งจะส่งผลร้ายแรงต่อความแม่นยำของแบบจำลอง 3 มิติ
การติดตั้งเลนส์
รูปที่ 1 แสดงการเอียงเลนส์ระหว่างขั้นตอนการติดตั้งเลนส์
รูปที่ 2 แสดงว่าเลนส์ไม่มีศูนย์กลางระหว่างขั้นตอนการติดตั้งเลนส์
รูปที่ 3 แสดงการติดตั้งที่ถูกต้อง
ในสามกรณีข้างต้น วิธีการติดตั้งในสองกรณีแรกเป็นการประกอบที่ "ผิด" ทั้งหมด ซึ่งจะทำลายโครงสร้างที่แก้ไข ส่งผลให้เกิดปัญหาต่างๆ เช่น ภาพเบลอ หน้าจอไม่สม่ำเสมอ และการกระจายตัว ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีการควบคุมที่แม่นยำอย่างเข้มงวดระหว่างการประมวลผลและการประกอบ
ขั้นตอนการประกอบเลนส์
กระบวนการประกอบเลนส์หมายถึงกระบวนการของโมดูลเลนส์โดยรวมและเซ็นเซอร์ภาพ พารามิเตอร์ต่างๆ เช่น ตำแหน่งของจุดหลักขององค์ประกอบการวางแนวและการบิดเบือนในแนวสัมผัสในพารามิเตอร์การปรับเทียบกล้องจะอธิบายปัญหาที่เกิดจากข้อผิดพลาดในการประกอบ
โดยทั่วไปสามารถทนต่อข้อผิดพลาดในการประกอบชิ้นส่วนเล็กน้อยได้ (แน่นอนว่ายิ่งความแม่นยำในการประกอบสูงยิ่งดี) ตราบใดที่พารามิเตอร์การปรับเทียบมีความถูกต้อง ความผิดเพี้ยนของภาพก็สามารถคำนวณได้แม่นยำยิ่งขึ้น จากนั้นจึงลบความผิดเพี้ยนของภาพออกได้ การสั่นยังทำให้เลนส์ขยับเล็กน้อยและทำให้พารามิเตอร์ความผิดเพี้ยนของเลนส์เปลี่ยนไป นี่คือเหตุผลที่กล้องสำรวจทางอากาศแบบเดิมต้องได้รับการแก้ไขและปรับเทียบใหม่หลังจากผ่านไประยะหนึ่ง
2.3 เลนส์กล้องเฉียงของ Rainpoo
สองเท่า Gauβ โครงสร้าง
การถ่ายภาพเฉียงมีข้อกำหนดหลายประการสำหรับเลนส์ ให้มีขนาดเล็ก น้ำหนักเบา ความบิดเบี้ยวของภาพและความคลาดเคลื่อนของสีต่ำ การแสดงสีสูง และความละเอียดสูง เมื่อออกแบบโครงสร้างเลนส์ เลนส์ของ Rainpoo ใช้โครงสร้าง Gauβ แบบคู่ ดังแสดงในรูป:
โครงสร้างแบ่งออกเป็นส่วนหน้าของเลนส์ ไดอะแฟรม และด้านหลังของเลนส์ ด้านหน้าและด้านหลังอาจดู "สมมาตร" เมื่อเทียบกับไดอะแฟรม โครงสร้างดังกล่าวช่วยให้ความคลาดเคลื่อนสีบางส่วนที่เกิดขึ้นที่ด้านหน้าและด้านหลังตัดกัน จึงมีข้อดีอย่างมากในการปรับเทียบและการควบคุมขนาดเลนส์ในระยะสุดท้าย
กระจกทรงกลม
สำหรับกล้องเฉียงที่มาพร้อมกับเลนส์ห้าตัว หากเลนส์แต่ละตัวมีน้ำหนักสองเท่า กล้องจะมีน้ำหนักห้าเท่า หากเลนส์แต่ละตัวมีความยาวสองเท่า กล้องเฉียงจะมีขนาดอย่างน้อยสองเท่า ดังนั้น เมื่อออกแบบ เพื่อให้ได้คุณภาพของภาพในระดับสูง ในขณะเดียวกันก็ทำให้ความคลาดเคลื่อนและระดับเสียงมีขนาดเล็กที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ จึงต้องใช้เลนส์แก้ความคลาดทรงกลม
เลนส์ Aspherical สามารถปรับโฟกัสของแสงที่กระจัดกระจายไปทั่วพื้นผิวทรงกลมกลับมายังโฟกัสได้ ไม่เพียงแต่จะได้รับความละเอียดสูงขึ้น ทำให้ระดับการสร้างสีสูง แต่ยังแก้ไขความคลาดเคลื่อนได้ด้วยเลนส์จำนวนเล็กน้อย ลดจำนวนเลนส์ที่จะทำให้ กล้องเบาลงและเล็กลง
การแก้ไขการบิดเบือน เทคโนโลยี
ข้อผิดพลาดในกระบวนการประกอบจะทำให้เลนส์ผิดเพี้ยนเพิ่มขึ้น การลดข้อผิดพลาดในการประกอบนี้คือกระบวนการแก้ไขความผิดเพี้ยน รูปต่อไปนี้แสดงแผนผังของการบิดเบือนแนวสัมผัสของเลนส์ โดยทั่วไป การกระจัดของความผิดเพี้ยนจะสมมาตรเมื่อเทียบกับมุมล่างซ้าย——มุมขวาบน ซึ่งบ่งชี้ว่าเลนส์มีมุมการหมุนในแนวตั้งฉากกับทิศทาง ซึ่งเกิดจากข้อผิดพลาดในการประกอบ
ดังนั้น เพื่อให้มั่นใจในความแม่นยำและคุณภาพของการถ่ายภาพในระดับสูง Rainpoo ได้ทำการตรวจสอบการออกแบบ การประมวลผล และการประกอบอย่างเข้มงวด:
ในช่วงเริ่มต้นของการออกแบบ เพื่อให้แน่ใจว่าชุดเลนส์โคแอกเชียลมีความสอดคล้องกัน ให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้เพื่อให้แน่ใจว่าระนาบการติดตั้งเลนส์ทั้งหมดได้รับการประมวลผลด้วยการหนีบเพียงครั้งเดียว
②ใช้เครื่องมือกลึงโลหะผสมที่นำเข้าบนเครื่องกลึงที่มีความแม่นยำสูงเพื่อให้แน่ใจว่าความแม่นยำในการตัดเฉือนถึงระดับ IT6 โดยเฉพาะอย่างยิ่งเพื่อให้แน่ใจว่าความทนทานต่อโคแอกเซียลคือ 0.01 มม.
③เลนส์แต่ละชิ้นมีชุดเกจปลั๊กเหล็กทังสเตนที่มีความแม่นยำสูงบนพื้นผิววงกลมด้านใน (แต่ละขนาดมีมาตรฐานความคลาดเคลื่อนที่ต่างกันอย่างน้อย 3 มาตรฐาน) แต่ละส่วนได้รับการตรวจสอบอย่างเข้มงวด และความคลาดเคลื่อนของตำแหน่งเช่นความขนานและแนวตั้งฉากจะถูกตรวจพบโดย เครื่องมือวัดสามพิกัด
④หลังจากผลิตเลนส์แต่ละชิ้นแล้ว จะต้องได้รับการตรวจสอบ รวมทั้งความละเอียดในการฉายภาพและการทดสอบแผนภูมิ และตัวชี้วัดต่างๆ เช่น ความละเอียดและการสร้างสีของเลนส์
RMS ของเลนส์ Rainpoo เทค
+8619808149372