كيف يؤثر الانحراف اللوني والتشويه على IMA

1. انحراف لوني

1.1 ما هو الانحراف اللوني

يحدث الانحراف اللوني بسبب الاختلاف في نفاذية المادة. يتكون الضوء الطبيعي من منطقة الضوء المرئي التي يتراوح طولها الموجي من 390 إلى 770 نانومتر ، والباقي هو الطيف الذي لا تستطيع العين البشرية رؤيته. نظرًا لأن المواد لها مؤشرات انكسار مختلفة لأطوال موجية مختلفة للضوء الملون ، فإن كل ضوء ملون له موضع تصوير وتكبير مختلفين ، مما يؤدي إلى اللوني في الموضع.

1.2 كيف يؤثر الانحراف اللوني على جودة الصورة

(1) نظرًا لاختلاف الأطوال الموجية ومعامل الانكسار لألوان مختلفة من الضوء ، لا يمكن تركيز نقطة الكائن جيدًا في نقطة صورة واحدة مثالية ، لذلك ستصبح الصورة غير واضحة.

(2) أيضًا ، نظرًا للتكبير المختلف للألوان المختلفة ، سيكون هناك "خطوط قوس قزح" على حافة نقاط الصورة.

1.3 كيف يؤثر الانحراف اللوني على النموذج ثلاثي الأبعاد

عندما تحتوي نقاط الصورة على "خطوط قوس قزح" ، فإنها ستؤثر على برنامج النمذجة ثلاثية الأبعاد لمطابقة نفس النقطة. بالنسبة لنفس الكائن ، قد يؤدي مطابقة الألوان الثلاثة إلى حدوث خطأ بسبب "خطوط قوس قزح". عندما يتراكم هذا الخطأ بشكل كبير ، فإنه سيؤدي إلى "التقسيم الطبقي".

1.4 كيفية القضاء على الانحراف اللوني

يمكن أن يؤدي استخدام معامل انكسار مختلف وتشتت مختلف لتركيبة الزجاج إلى القضاء على الانحراف اللوني. على سبيل المثال ، استخدم معامل انكسار منخفض وزجاج تشتت منخفض كعدسات محدبة ، ومعامل انكسار عالي وزجاج عالي التشتت كعدسات مقعرة.

هذه العدسة المدمجة لها طول بؤري أقصر عند الطول الموجي الأوسط وبُعد بؤري أطول في الأشعة الطويلة والقصيرة الموجة. من خلال ضبط الانحناء الكروي للعدسة ، يمكن أن تكون الأطوال البؤرية للضوء الأزرق والأحمر متساوية تمامًا ، مما يلغي بشكل أساسي الانحراف اللوني.

الطيف الثانوي

لكن لا يمكن القضاء على الانحراف اللوني بالكامل. بعد استخدام العدسة المدمجة ، يسمى الانحراف اللوني المتبقي "الطيف الثانوي". كلما زاد الطول البؤري للعدسة ، زاد الانحراف اللوني المتبقي. لذلك ، بالنسبة للمسح الجوي الذي يتطلب قياسات عالية الدقة ، لا يمكن تجاهل الطيف الثانوي.

من الناحية النظرية ، إذا كان من الممكن تقسيم النطاق الخفيف إلى فواصل زمنية من اللونين الأزرق والأخضر والأخضر والأحمر ، وتم تطبيق التقنيات اللونية على هاتين الفترتين ، فيمكن القضاء على الطيف الثانوي بشكل أساسي. ومع ذلك ، فقد ثبت عن طريق الحساب أنه إذا كان لونيًا للضوء الأخضر والضوء الأحمر ، فإن الانحراف اللوني للضوء الأزرق يصبح كبيرًا ؛ إذا كان عديم اللون للضوء الأزرق والضوء الأخضر ، يصبح الانحراف اللوني للضوء الأحمر كبيرًا. يبدو أن هذه مشكلة صعبة وليس لها إجابة ، ولا يمكن القضاء على الطيف الثانوي العنيد تمامًا.

أحادي اللون（APO）تقنية

لحسن الحظ ، وجدت الحسابات النظرية طريقة لـ APO ، وهي العثور على مادة عدسة بصرية خاصة يكون تشتت الضوء الأزرق فيها إلى الضوء الأحمر نسبيًا منخفضًا جدًا ويكون تشتت الضوء الأزرق إلى الضوء الأخضر مرتفعًا جدًا.

يعتبر الفلوريت مادة خاصة ، وتشتت منخفض للغاية ، وجزء من التشتت النسبي قريب من العديد من النظارات البصرية. يحتوي الفلوريت على مؤشر انكسار منخفض نسبيًا ، وقابل للذوبان في الماء بشكل طفيف ، ولديه قدرة معالجة ضعيفة واستقرار كيميائي ، ولكن نظرًا لخصائصه اللونية الممتازة ، فإنه يصبح مادة بصرية ثمينة.

هناك عدد قليل جدًا من الفلوريت النقي الذي يمكن استخدامه للمواد البصرية في الطبيعة ، إلى جانب ارتفاع سعرها وصعوبة معالجتها ، أصبحت عدسات الفلوريت مرادفة للعدسات المتطورة. لم يدخر مصنعو العدسات المختلفون أي جهد للعثور على بدائل للفلوريت. يعتبر زجاج تاج الفلور أحد هذه البدائل ، والزجاج AD ، والزجاج منخفض التشتت للغاية ، والزجاج UD هي بدائل.

تستخدم كاميرات Rainpoo المائلة زجاج منخفض التشتت للغاية مثل عدسة الكاميرا لجعل الانحراف والتشويه صغيرًا جدًا. لا يقلل فقط من احتمالية التقسيم الطبقي ، ولكن أيضًا تم تحسين تأثير النموذج ثلاثي الأبعاد بشكل كبير ، مما يحسن بشكل كبير من تأثير زوايا المبنى والواجهة.

2 ، تشويه

2.1 ما هو التشويه

تشويه العدسة هو في الواقع مصطلح عام لتشويه المنظور ، أي التشويه الناجم عن المنظور. سيكون لهذا النوع من التشويه تأثير سيء للغاية على دقة القياس التصويري. بعد كل شيء ، الغرض من القياس التصويري هو إعادة الإنتاج ، وليس المبالغة ، لذلك من الضروري أن تعكس الصور معلومات المقياس الحقيقية لميزات الأرض قدر الإمكان.

ولكن نظرًا لأن هذه هي الخاصية الكامنة في العدسة (العدسة المحدبة تقارب الضوء والعدسة المقعرة تشعب الضوء) ، فإن العلاقة المعبر عنها في التصميم البصري هي: حالة الظل لإزالة التشوه وحالة الجيب للقضاء على غيبوبة الحجاب الحاجز لا يمكن تلبيتها عند في نفس الوقت ، وبالتالي فإن التشويه والانحراف اللوني البصري لا يمكن القضاء عليه تمامًا ، بل تم تحسينه فقط.

في الشكل أعلاه ، توجد علاقة تناسبية بين ارتفاع الصورة وارتفاع الجسم ، والنسبة بين الاثنين هي نسبة التكبير.

في نظام التصوير المثالي ، يتم الاحتفاظ بالمسافة بين مستوى الكائن والعدسة ثابتة ، ويكون التكبير قيمة معينة ، لذلك لا توجد سوى علاقة تناسبية بين الصورة والكائن ، ولا يوجد تشويه على الإطلاق.

ومع ذلك ، في نظام التصوير الفعلي ، نظرًا لأن الانحراف الكروي للشعاع الرئيسي يختلف مع زيادة زاوية المجال ، لم يعد التكبير ثابتًا على مستوى الصورة لزوج من الأجسام المترافقة ، أي التكبير في مركز الصورة وتكبير الحافة غير متسقين ، وتفقد الصورة تشابهها مع الكائن. هذا العيب الذي يشوه الصورة يسمى تشويه.

2.2 كيف يؤثر التشويه على الدقة

أولاً ، سيؤثر خطأ AT (التثليث الجوي) على خطأ سحابة النقطة الكثيفة ، وبالتالي الخطأ النسبي للنموذج ثلاثي الأبعاد. لذلك ، فإن جذر متوسط التربيع (RMS لخطأ إعادة الإسقاط) هو أحد المؤشرات المهمة التي تعكس بشكل موضوعي دقة النمذجة النهائية. من خلال التحقق من قيمة RMS ، يمكن ببساطة الحكم على دقة النموذج ثلاثي الأبعاد. كلما كانت قيمة RMS أصغر ، زادت دقة النموذج.

2.3 ما هي العوامل التي تؤثر على تشوه العدسة

البعد البؤري
بشكل عام ، كلما زاد الطول البؤري للعدسة ذات التركيز الثابت ، كان التشوه أصغر ؛ كلما كان البعد البؤري أقصر ، زاد التشويه. على الرغم من أن تشويه العدسة البؤرية الطويلة جدًا (العدسة عن بُعد) صغير جدًا بالفعل ، إلا أنه في الواقع ، من أجل مراعاة ارتفاع الرحلة والمعلمات الأخرى ، لا يمكن أن يكون البعد البؤري لعدسة كاميرا المسح الجوي هذا الوقت الطويل.على سبيل المثال ، الصورة التالية عبارة عن عدسة مقربة من سوني مقاس 400 مم. يمكنك أن ترى أن تشوه العدسة صغير جدًا ، ويتم التحكم فيه تقريبًا في حدود 0.5٪. لكن المشكلة تكمن في أنك إذا استخدمت هذه العدسة لتجميع الصور بدقة 1 سم ، وكان ارتفاع الطيران بالفعل 820 مترًا.

معالجة العدسة

تعد معالجة العدسة أكثر الخطوات دقةً وتعقيدًا في عملية إنتاج العدسات ، حيث تتضمن 8 عمليات على الأقل. تشتمل العملية المسبقة على نترات مادة برميل قابلة للطي وطحن رملي معلق ، وتتطلب العملية اللاحقة طلاء طلاء أساسي بالطلاء والالتصاق بالحبر. تحدد دقة المعالجة وبيئة المعالجة بشكل مباشر الدقة النهائية للعدسات البصرية.

إن دقة المعالجة المنخفضة لها تأثير قاتل على تشوه التصوير ، والذي يؤدي مباشرة إلى تشوه العدسة غير المتكافئ ، والذي لا يمكن تحديد معلماته أو تصحيحه ، مما سيؤثر بشكل خطير على دقة النموذج ثلاثي الأبعاد.

تركيب العدسة

يوضح الشكل 1 ميل العدسة أثناء عملية تركيب العدسة ؛

يوضح الشكل 2 أن العدسة ليست متحدة المركز أثناء عملية تركيب العدسة ؛

يوضح الشكل 3 التثبيت الصحيح.

في الحالات الثلاث المذكورة أعلاه ، فإن طرق التثبيت في الحالتين الأوليين كلها عبارة عن تجميع "خاطئ" ، والذي سيدمر الهيكل المصحح ، مما يؤدي إلى مشاكل مختلفة مثل عدم وضوح الشاشة وعدم تساويها والتشتت. لذلك ، لا تزال هناك حاجة إلى رقابة صارمة على الدقة أثناء المعالجة والتجميع.

عملية تجميع العدسة

تشير عملية تجميع العدسة إلى عملية وحدة العدسة الشاملة ومستشعر التصوير. تصف المعلمات مثل موضع النقطة الرئيسية لعنصر التوجيه والتشوه العرضي في معلمات معايرة الكاميرا المشكلات الناجمة عن خطأ التجميع.

بشكل عام ، يمكن التسامح مع مجموعة صغيرة من أخطاء التجميع (بالطبع ، كلما زادت دقة التجميع ، كان ذلك أفضل). طالما أن معلمات المعايرة دقيقة ، يمكن حساب تشوه الصورة بشكل أكثر دقة ، ومن ثم يمكن إزالة تشوه الصورة. يمكن أن يتسبب الاهتزاز أيضًا في تحريك العدسة بشكل طفيف والتسبب في تغيير معلمات تشوه العدسة. هذا هو السبب في أن كاميرا المسح الجوي التقليدية بحاجة إلى الإصلاح وإعادة المعايرة بعد فترة من الزمن.

2.3 عدسة الكاميرا المائلة لـ Rainpoo

مزدوج جاو بنية

يتطلب التصوير المائل العديد من المتطلبات للعدسة ، بحيث تكون صغيرة الحجم وخفيفة الوزن ومنخفضة في تشويه الصورة والانحراف اللوني ، وعالية في إعادة إنتاج الألوان ، وعالية الدقة. عند تصميم بنية العدسة ، تستخدم عدسة Rainpoo بنية Gau مزدوجة ، كما هو موضح في الشكل:
ينقسم الهيكل إلى مقدمة العدسة ، والحجاب الحاجز ، والجزء الخلفي من العدسة. يمكن أن يبدو الجزء الأمامي والخلفي "متماثلين" فيما يتعلق بالحجاب الحاجز. يسمح هذا الهيكل لبعض الانحرافات اللونية المتولدة في الأمام والخلف بإلغاء بعضها البعض ، لذا فهي تتمتع بمزايا كبيرة في المعايرة والتحكم في حجم العدسة في المرحلة المتأخرة.

مرآة شبه كروية

بالنسبة للكاميرا المائلة المدمجة بخمس عدسات ، إذا تضاعف وزن كل عدسة ، تزن الكاميرا خمس مرات ؛ إذا تضاعف طول كل عدسة ، فسوف يتضاعف حجم الكاميرا المائلة على الأقل. لذلك ، عند التصميم ، من أجل الحصول على مستوى عالٍ من جودة الصورة مع ضمان أن الانحراف والحجم صغيران بقدر الإمكان ، يجب استخدام العدسات شبه الكروية.

يمكن للعدسات شبه الكروية أن تعيد تركيز الضوء المنتشر عبر السطح الكروي إلى البؤرة ، ولا يمكنها فقط الحصول على دقة أعلى ، وجعل درجة استنساخ اللون عالية ، ولكن يمكنها أيضًا إكمال تصحيح الانحراف باستخدام عدد صغير من العدسات ، وتقليل عدد العدسات التي يجب صنعها الكاميرا أخف وأصغر.

تصحيح التشويه تقنية

سيؤدي الخطأ في عملية التجميع إلى زيادة التشوه العرضي للعدسة. الحد من خطأ التجميع هذا هو عملية تصحيح التشويه. يوضح الشكل التالي الرسم التخطيطي للتشوه العرضي للعدسة. بشكل عام ، يكون إزاحة التشوه متماثلًا بالنسبة إلى الزاوية اليسرى السفلية - الزاوية اليمنى العليا ، مما يشير إلى أن للعدسة زاوية دوران متعامدة على الاتجاه ، والتي تسببها أخطاء التجميع.

لذلك ، من أجل ضمان دقة التصوير وجودته العالية ، أجرت Rainpoo سلسلة من الفحوصات الصارمة على التصميم والمعالجة والتجميع:

في المرحلة الأولى من التصميم ، من أجل ضمان محورية تجميع العدسة ، قدر الإمكان لضمان معالجة جميع طائرات تركيب العدسة بواسطة أداة تثبيت واحدة ؛

② استخدام أدوات الخراطة المصنوعة من السبائك المستوردة في مخارط عالية الدقة لضمان وصول دقة المعالجة إلى مستوى IT6 ، خاصةً لضمان أن يكون التفاوت المحوري 0.01 مم ؛

③ تم تجهيز كل عدسة بمجموعة من مقاييس قابس فولاذية التنجستن عالية الدقة على السطح الدائري الداخلي (يحتوي كل حجم على 3 معايير تحمل مختلفة على الأقل) ، ويتم فحص كل جزء بدقة ، ويتم الكشف عن التفاوتات في الموضع مثل التوازي والعمودي بواسطة أداة قياس ثلاثية الإحداثيات ؛

④ بعد إنتاج كل عدسة ، يجب فحصها ، بما في ذلك دقة العرض واختبارات الرسم البياني والمؤشرات المختلفة مثل الدقة واستنساخ ألوان العدسة.