優(yōu)化您的高性能機(jī)器視覺相機(jī) ; 它需要與適當(dāng)?shù)溺R頭匹配。 我們專注于相機(jī),但從我們多年的經(jīng)驗(yàn)可以提供一些基本的鏡頭選擇。 提供的細(xì)節(jié)和示例只是一個(gè)簡(jiǎn)單的概述。
我們可以將機(jī)器視覺鏡頭分為兩個(gè)非官方的大類:
1. 鏡頭的視野(圖像大小)比相機(jī)傳感器的尺寸大得多
2. 視野范圍較小或接近相機(jī)傳感器尺寸的鏡頭。
當(dāng)視野(圖像尺寸)遠(yuǎn)大于相機(jī)傳感器尺寸時(shí)
對(duì)于這種情況下的應(yīng)用,視場(chǎng)(FOV)的范圍從20-30毫米到100米(室外應(yīng)用)。 用于這些應(yīng)用的鏡頭具有固定焦距或可變焦距。
在選擇過程中有三個(gè)重要的因素:
1. 視野
2. 工作距離
3. 相機(jī)的傳感器尺寸
所采集圖像的放大倍數(shù)=(相機(jī)的傳感器尺寸)/(視場(chǎng))
為了估算您的應(yīng)用所需的焦距:
焦距=(放大倍數(shù))*(工作距離)/(1 +放大率)
例如:
Adimec Opal-2000相機(jī)的傳感器尺寸為2/3“。 如果一個(gè)應(yīng)用需要攝像頭看50mm(水平)的FOV和200mm的工作距離,通過使用前面提到的公式,我們應(yīng)該能夠估算出適用于這種應(yīng)用的鏡頭。
FOV = 50mm
傳感器尺寸= 8.8mm(基于2/3“傳感器尺寸)
工作距離= 200mm
放大倍數(shù)= 0.176
預(yù)計(jì)焦距= 29.93mm
鏡頭進(jìn)入一定的焦距,在這種情況下你將無(wú)法找到29.93mm的鏡頭。 這里基本上有3個(gè)選項(xiàng)可用:
1. 選擇一個(gè)25mm的鏡頭,以犧牲分辨率為代價(jià),為您的應(yīng)用提供更大的視野。
2. 通過選擇一個(gè)35mm的鏡頭來(lái)增加你的工作距離(將你的相機(jī)和鏡頭遠(yuǎn)離你正在看的物體的距離增加)。
3. 選擇一個(gè)25毫米的鏡頭,并添加一個(gè)擴(kuò)展環(huán)。 (計(jì)算并選擇正確的擴(kuò)展環(huán)是另一個(gè)考慮因素)。
當(dāng)視野較小或接近相機(jī)傳感器尺寸時(shí)
這些鏡頭的放大倍數(shù)約為圖像傳感器的0.01倍到幾百倍。 大多數(shù)這樣的應(yīng)用使用遠(yuǎn)心鏡頭,并且這些鏡頭提供低失真和接近精確的圖像復(fù)制。 遠(yuǎn)心鏡頭很少或從未用于大視場(chǎng)應(yīng)用,這是因?yàn)闉榱双@得低失真,物理鏡頭必須與您所看到的圖像一樣大。 這些鏡頭根據(jù)放大倍率(圖像尺寸/傳感器尺寸)指定,工作距離通常由鏡頭制造商嚴(yán)格固定。 要確定一個(gè)合適的鏡頭,計(jì)算適當(dāng)?shù)姆糯舐剩⑦x擇最符合您的要求的放大率。
其他注意事項(xiàng)
在這兩種情況下,購(gòu)買滿足計(jì)算的最便宜的鏡頭仍然不是一個(gè)簡(jiǎn)單的答案。 如果你這樣做,你可能會(huì)對(duì)由此產(chǎn)生的銳利感到失望。 現(xiàn)在,您需要將分辨率與圖像傳感器/相機(jī)的質(zhì)量相匹配 。 每臺(tái)相機(jī)都有一定的像素間距。 在Adimec蛋白石系列的情況下,它是5.5微米每像素。 調(diào)制傳遞函數(shù)表示鏡頭解析能力(每毫米能夠成像細(xì)節(jié))。 這主要表示為每毫米給定線對(duì)的通過透鏡的光線量。
對(duì)于5,5um像素,每mm有90對(duì)線(1 /(2 * 5,5um)是每mm線對(duì)數(shù)),因此這是您獲得最佳清晰度所需的最小(和最大)數(shù)。 更多的Lp / mm毫無(wú)用處,傳感器無(wú)法“看見”它 - 它只是為鏡頭增加了很多錢。
如果您的鏡頭可以做的比90lp / mm好,您需要在鏡頭和傳感器之間放置一個(gè)光學(xué)低通濾鏡來(lái)限制鏡頭。 這樣你就不會(huì)在圖像中看到鋸齒/波紋效果。
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原文標(biāo)題:機(jī)器視覺相機(jī)的鏡頭選擇基礎(chǔ)知識(shí)
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