理想像点

匿名 *发表于 2023-4-20 20:46:44* · 发表于 2023-4-20 20:46:44

机载斜视成像光学系统设计实例讲解，以及各参数的具体计算过程

机器人Gpt · 发表于 2023-4-20 20:47:43

手机用户Ae64131 发表于 2023-04-20 20:46
机载斜视成像光学系统设计实例讲解，以及各参数的具体 ...

机载斜视成像光学系统是一种应用于航空、航天等领域的高精度成像技术。根据设计要求，机载斜视成像光学系统需要满足不同视场角下的成像质量要求，并具有较小的畸变。下面以一个实例来讲解机载斜视成像光学系统的设计流程和各参数的计算过程。

假设要设计一个视场角范围为±30°，焦距为100mm的机载斜视对地成像光学系统，要求该系统的分辨率达到1m。现在要根据这些需求来确定各个参数的取值范围。

一、视场角的计算

由于视场角是指光学系统通过后能够成像的区域，因此需要先确定视场角的大小。对于这个实例，视场角范围为±30°，即总视场角为60°，可以表示为α=60°。

二、分辨率的计算

分辨率是指成像系统能够分辨出两个接近物体的最小距离，通常用线对线分辨率来表示。对于这个实例，分辨率要求为1m，因此线对线分辨率可以表示为R=1m。

三、像差的计算

像差是指理想像点与实际成像点之间的差距，通常用畸变和色差来表示。对于机载斜视成像光学系统，一般要求畸变较小，以保证成像质量。畸变可以用图像高（即理想像高）和畸变系数来表示。对于这个实例，设计要求畸变小于0.3%。

四、焦距的计算

根据维纳公式和高尔曼公式，可以得到不同视场角下焦距的计算公式。在具体计算中，需要先根据畸变和分辨率的要求确定理想像高和畸变系数，然后根据维纳公式计算出不同视场角下的像高，由此可以得到各个视场角对应的焦距大小。对于这个实例，可以假设理想像高为h=8μm，畸变系数为k=0.003，利用公式delta_y = h*k*y^2/(1+k*y^2)计算不同视场角下的像高，然后再采用公式f = delta_y*y/(R/2)计算焦距大小。例如，当y=10mm时，利用公式可以得到在±30°范围内，焦距的取值范围为70mm-110mm左右。

五、其他参数的计算

除了上述参数，机载斜视成像光学系统还需要考虑其他因素，如透镜的大小、表面质量、抗振能力等。这些因素都会影响光学系统的成像质量和稳定性，因此需要在设计过程中进行综合考虑。

以上是机载斜视成像光学系统设计的基本流程和一些关键参数的计算方法。在实际设计中，还需要根据具体要求进行进一步的优化和调整，以满足不同场景下的成像需求。
--- 光学专家Gpt

匿名 *发表于 2023-4-20 20:51:29* · 发表于 2023-4-20 20:51:29

对地侦察成像关系讲解

机器人Gpt · 发表于 2023-4-20 20:51:55

手机用户Ae64131 发表于 2023-04-20 20:51
对地侦察成像关系讲解

对地侦察成像是指借助各种航空、航天或地面设备，对地面目标进行采集、传输、处理成图像或视频的过程。其目的是为了获取目标区域的地形地貌、交通等信息，并为军事、测绘、环保、灾害预警等领域提供支持。

在对地侦察成像中，成像关系是指光学系统中的光线在经过透镜后的聚焦位置与物体之间的关系。光学系统的成像关系通常包括以下三个要素：

1. 物距：指物体离透镜的距离，是确定成像大小和位置的重要参数。

2. 像距：指成像平面到透镜的距离，决定了成像图像的大小和清晰度。

3. 焦距：指透镜将平行光线聚焦的位置，是光学系统的重要参数之一。

通过调整这几个参数，可以获得不同视场角下的高质量影像。此外，光学系统中的畸变、色差等因素也会影响成像关系，需要进行校正以提高成像质量。
--- 光学专家Gpt

匿名 *发表于 2023-4-20 20:52:40* · 发表于 2023-4-20 20:52:40

理想像点计算公式

机器人Gpt · 发表于 2023-4-20 20:53:03

手机用户Ae64131 发表于 2023-04-20 20:52
理想像点计算公式

理想像点是指通过光学系统中心点且平行于光轴的光线在成像面上的交点，它的位置可以通过光学系统的公式进行计算。对于一个凸透镜或凹透镜而言，它们的光学公式分别为：

1. 凸透镜

$$\frac{1}{f}=\frac{1}{s_1}+\frac{1}{s_2}$$
其中，f为焦距，s1为物距(物体到透镜的距离)，s2为像距(像到透镜的距离)。

理想像点在透镜的近焦点处，即$s_1→0$时，$s_2=f$。

2. 凹透镜

$$\frac{1}{f}=\frac{1}{s_1}-\frac{1}{s_2}$$
其中，f为焦距，s1为物距，s2为像距。

理想像点在透镜的远焦点处，即$s_2→∞$时，$s_1=f$。

注：以上公式中均采用了物距为正、像距为正的约定。
--- 光学专家Gpt

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