設定相機的距離 工業相機鏡頭選型

2021-10-14 17:27:33 字數 2868 閱讀 2375

共同學習共同進步

1、工業鏡頭物理介面型別

鏡頭的介面尺寸是有國際標準的,共有三種介面型式,即f型、c型、cs型。f型介面是通用型介面,一般適用於焦距大於25mm的鏡頭;而當鏡頭的焦距約小於25mm時,因鏡頭的尺寸不大,便採用c型或cs型介面

c介面和cs介面的區別

2、工業鏡頭引數

焦距大小的影響情況:

失真(distortion):(衡量鏡頭效能的指標之一)

光圈與f值

光學放大倍數

相機引數

相機解析度

像元尺寸

例如採用1/3」,30萬畫素的ccd相機,在上述的其他條件的制約下,影象仍然不夠亮;可以考慮採用1/2」,30萬畫素的ccd相機,以提高影象亮度

計算運動物體不產生拖影的**時間

像元深度

3、遠心鏡頭

遠心鏡頭(telecentric),主要是為糾正傳統工業鏡頭視差而設計,它可以在一定的物距範圍內,使得到的影象放大倍率不會變化,其本質是普通鏡頭與小孔成像原理的相結合;

傳統鏡頭

物方遠心

物方遠心鏡頭的缺點是放大倍數與像距有關係。相機相對於鏡頭的安裝位置會影響放大倍數。所以每個鏡頭系統都要單獨的標定放大倍數。

像方遠心

像方遠心鏡頭的特點是放大倍數與像距無關,相機相對於鏡頭的安裝位置都不影響放大倍數。

雙側遠心鏡頭

物體離得遠近或者相機離得遠近都不影響放大倍數.

4、工業鏡頭選型案例

案例分析:

已知條件:工業相機型號已經選擇好,

具體引數:工業相機晶元尺寸為2/3",c介面,500萬畫素;

視野是100*100mm, 工作距離:500mm;

根據以上條件,我們來選擇合適的工業鏡頭;

鏡頭介面:首先工業鏡頭要和工業相機介面一致,所以這裡也選擇c介面;

鏡頭大小:遵循鏡頭大小要大於相機的晶元大小,所以這裡鏡頭尺寸最少支援2/3";

鏡頭解析度:鏡頭的解析度要高於相機的解析度,所以選擇5百萬畫素以上;

焦距:  500(工作距離)× 8.8(晶元水平長度)/ 100(視野)=44mm;

鏡頭放大倍率:  8.8(晶元水平長度)/ 100=0.088

附加:一、機器視覺中工業鏡頭的計算方式

1、wd 物距 工作距離(work distance,wd)。 

2、fov 視場 視野(field of view,fov)

3、dov 景深(depth of field)。 

4、ho:視野的高度

5、hi:攝像機有效成像面的高度(hi來代表感測器像面的大小)

6、pmag:鏡頭的放大倍數 

7、f:鏡頭的焦距 

8、le:鏡頭像平面的擴充距離

二、相機和鏡頭選擇技巧

1、相機的主要引數:

感光面積ss(sensor size)

2、鏡頭的主要引數:

焦距fl(focal length)

最小物距dmin(minimum focal distance)

3、其他引數:

視野fov(field of view) 

畫素pixel  

fovmin=ss(dmin/fl)

如:ss=6.4mm,dmin=8in,fl=12mm pixel=640*480

則:fovmin=6.4(8/12)=4.23mm 4.23/640=0.007mm

如果精度要求為0.01mm,1pixels=0.007mm<0.01mm

結論:可以達到設想的精度

三、工業相機感測器尺寸大小:(單位:mm)

四、ccd相機元件的尺寸

五、線陣感測器尺寸(單位:mm)

六、公式:

解析度(μm)=0.61(固定值)x0.55(設計波長)÷na

有效f no=放大倍率/2na

景深(mm)=2(可接受的模糊圓直徑x有效f no÷放大倍率2)

光通量直徑(φ)=2nax物體的高度+視野尺寸(角度)

七、顯示器倍率及綜合倍率的求法:

顯示器倍率=顯示器英吋數x25.4(1英吋)÷ccd相機對角尺寸

綜合倍率=顯示器倍率x光學倍率

例:2x光學倍率鏡頭和1/2'' ccd相機的組合,在14''顯示器上的影像綜合倍率

綜合倍率=44.45x2=88.9

八、光學放大率

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