视觉图像:摄像机和镜头的基础知识一(转载)

 时间:2024-10-16 06:45:16

1、相机感光器件:按感光器件类型可分为2大类:CCD器竭惮蚕斗件和CMOS器件CCD: Charge-coupled De即枢潋雳vice,电耦合器件;CCD是一种半导体器件,能够把光学影像转化为电信号;CMOS:Complementary Metal Oxide Semiconductor,互补金属氧化物半导体,电压控制的一种放大器件,是组成CMOS数字集成电路的基本单元;是制造大规模集成电路芯片用的一种技术;

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2、用途:相机可以分为视觉相机和安防监控相机:

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3、感光单元排列:按感光单元排列方法分为线阵扫描相机和面阵扫描相机;

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4、相机镜头:镜头外形:机器视觉常用定焦镜头,并且都是手动调整光圈,一般不允许自动调整光圈,镜头上有调焦和调光圈两个环,为了防止误触碰,工业镜头的两个环都有锁定螺丝。【注】:调焦环不是用来调整焦距,而是调整像距,保证清晰图像落在焦平面上;

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5、镜头参数:焦距和光圈焦距:是镜头最常用的参数,我们包装检测卺肿蓦艚系列产品中使用的镜头有3.5mm,4mm,6mm,8mm,12mm等多种规格(1/3”CCD的番舸榆毛标准镜头为8mm)。除杂系列产品一般都使用28mm的广角镜头(线扫描相机的标准镜头大概是40mm左右)。焦距越小的镜头越不好做,价格越高,边缘变形等问题越大,所以尽量选用标准镜头,性价比最高。光圈:是一个用来控制光线透过镜头,进入机身内感光面光量的装置------------------光圈f值 = 镜头的焦距 / 镜头口径的直径---------------------根据公式,光圈f值愈小,在同一单位时间内的进光量便愈多 ,每级光圈一般以倍数递增,例如f8调整到f5.6 ,进光量多一倍;【注】:光圈越小,景深越大;

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6、分辨率:镜头分辩率:指的是在像平面处1毫米内能分辨开的黑白相间的线条对数,单位是“ 线对 / 毫米”。条包检测器上用computar MP0814-MP镜头,是百万象素级的镜头,分辨率为100线对/mm,这个分辨率较高。其实除了视觉测量,其实我们的产品一般都不用这么高的分辨率;CCD的芯片的分辨率越高,要求的镜头的分辨率也越高;变形率:变形率的定义:两张底片比较,一张是该镜头拍的底片(底片1),另一张是无变形的标准底片(底片2),两张底片的取景相同,中心严格一致,先在底片1上确定一点到底片中心点的距离(距离1),然后在底片2上找到对应的该点,并度量该点到中心点的距离(距离2),然后:(距离1 - 距离2) / 距离2 *100%所有的镜头都存在有变形的现象,可以用一个网格线模板进行测试,一般情况下,越是焦距短的镜头,越是变形率大变形率小于2%都是不错的镜头。

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7、光路计算:CCD成像基础共式:CCD光路计算规律:在我们的计算中, 一般有如下规律u >> f:像距v近似等于焦距f:由于物距u>>焦距f,根据公式,所以物距基本等于焦距,事实上,调焦的过程就是将像距微调和焦距基本相差不远镜头中心点的确认:由于v近似等于f,所以,从CCD靶面向前焦距距离就是镜头中心点,这个点的缺点对于我们光路作图意义很大;

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8、视场角和镜头中心点:-------------------视角 = 2 * arctag(CCD靶面尺寸/2V)由于V近似等于f, 所以视角近似等于2*arctag(CCD靶面尺寸/2f);镜头中心的位置大致就在靶面向前f的距离上;

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