機(jī)器視覺(jué)鏡頭
光學(xué)放大率影像太小相對(duì)于物體的放大率
放大鏡頭
β=y’/y=b/a
=NA/NA’
=機(jī)器視覺(jué)相機(jī)元素尺寸/視場(chǎng)實(shí)際尺寸
電子放大率電子放大率是用相機(jī)拍照成像在CCD上的像呈現(xiàn)在顯示器的放大倍數(shù)
顯示器放大率顯示器放大率是被拍物體通過(guò)機(jī)器視覺(jué)鏡頭成像顯示在顯示器上的放大倍數(shù)
顯示器放大率=(光學(xué)放大率)×(電子放大率)
例子:光學(xué)放大率=0. 2X, CCD大小1/2(對(duì)角線(xiàn)長(zhǎng)8mm),顯示器14〃
電子放大率=14×25.4/8=44.45(倍)
顯示器放大率=0.2×44.45=8.89(倍) (1寸=25.4mm)
視場(chǎng)視場(chǎng)是機(jī)器視覺(jué)鏡頭與機(jī)器視覺(jué)相機(jī)連接時(shí)物體可被看見(jiàn)的范圍大小
視場(chǎng)的大小是:(CCD格式大?。?(光學(xué)放大率)
例子:光學(xué)放大率=0.2X,CCD1/2〃(4.8mm長(zhǎng),6.4mm寬)
視場(chǎng)大?。洪L(zhǎng)=4.8/0.2=24(mm)
寬=6.4/0.2=32(mm)
術(shù)語(yǔ)(1)WD物距工作距離(Work Distance,WD)。
(2)FOV視場(chǎng)視野(Field of View,F(xiàn)OV)
(3)DOV景深(Depth of Field)。
(4)Ho:視野的高度
(5)Hi:攝像機(jī)有效成像面的高度(Hi來(lái)代表傳感器像面的大?。?/p>
(6)PMAG:鏡頭的放大倍數(shù)
(7)f:鏡頭的焦距
(8)LE:鏡頭像平面的擴(kuò)充距離
搭配技巧
常規(guī)知識(shí)1、相機(jī)的主要參數(shù):
感光面積SS(Sensor Size)
2、機(jī)器視覺(jué)鏡頭的主要參數(shù):
焦距FL(Focal Length)
最小物距Dmin(minimum Focal Distance)
3、其他參數(shù):
視野FOV(Field of View)
像素pixel
FOVmin=SS(Dmin/FL)
如:SS=6.4mm,Dmin=8in,F(xiàn)L=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(jié)論:可以達(dá)到設(shè)想的精度
選型指南機(jī)器視覺(jué)鏡頭的選用應(yīng)考慮一下幾點(diǎn):
1)鏡頭尺寸應(yīng)等于或大于攝像機(jī)成像面尺寸。例如:1/3″相機(jī)機(jī)可選1/3″~1″整個(gè)范圍內(nèi)的鏡頭,但水平視角的大小都是一樣的。只是使用大于1/3″的鏡頭能夠更多地利用成形,更精確了鏡頭中心光路,所以可提高圖像質(zhì)量和分辨率。
2)選用合適的鏡頭焦距。焦距越大,監(jiān)看距離越遠(yuǎn),水平視角越小,監(jiān)視范圍越窄;焦距越小,監(jiān)看距離越近,水平視角越大,監(jiān)視范圍越寬。鏡頭焦距可按照以下公式估算。
f=A×L/H
(f--鏡頭焦距;A--攝像機(jī)CCD垂向尺寸;L--被攝物體到鏡頭距離;H--被攝物體高度)
格式 1英寸 2/3英寸 1/2英寸 1/3英寸 1/4英寸
CCD垂向尺寸 9.6㎜ 6.6㎜ 4.8㎜ 3.6㎜ 2.7㎜
3)考慮環(huán)境光線(xiàn)的變化,光線(xiàn)對(duì)圖像的采集效果起著十分重要的作用。一般來(lái)說(shuō),對(duì)于機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)環(huán)境,我們選用手動(dòng)光圈鏡頭,將光圈手調(diào)到一個(gè)比較理想的數(shù)值后就可不動(dòng)了。
4)考慮最佳視場(chǎng)范圍。因?yàn)殓R頭焦距和水平視角成反比,因此既想看得遠(yuǎn),又想看得寬闊和清晰,這是無(wú)法同時(shí)實(shí)現(xiàn)的。每個(gè)焦距的鏡頭都只能在一定范圍內(nèi)達(dá)到最佳的監(jiān)看效果,所以如果監(jiān)看的距離較遠(yuǎn)且范圍較大,最好是增加攝像機(jī)的數(shù)量,或采用電動(dòng)變焦鏡頭配合云臺(tái)安裝。
5)鏡頭接口與攝像機(jī)接口要一致?,F(xiàn)在的攝像機(jī)和鏡頭通常都是CS型接口,CS型攝像機(jī)可以和CS型、C型鏡頭配接,但和C型鏡頭接配時(shí),必須在鏡頭和攝像機(jī)之間加接配環(huán),否則可能碰壞CCD成像面的保護(hù)玻璃,造成CCD攝像機(jī)的損壞。C型攝像機(jī)不能和CS型鏡頭配接。
應(yīng)用領(lǐng)域
工業(yè)檢測(cè)、工業(yè)測(cè)量、工業(yè)監(jiān)控、儀器儀表、顯微成像、機(jī)器視覺(jué)等領(lǐng)域。