机器视觉入门:工业相机镜头以及线阵和面阵相机

常用概念

成像面

就是光线通过镜头以后的平面,是一个圆形。

CCD芯片
  • 1/2",2/3",1/3"表示的是芯片的尺寸,一般四种规格。
  • 如果镜头比芯片尺寸还小,会出现拍摄的照片就是日本旗的形状,选型时要注意。
焦距

镜头到成像面的距离

视角

就是镜头可以观察的宽度

工作距离

一般特别注意的是最小的工作距离,最大一般不限制

视野

镜头能够覆盖的有效工作区域

景深

视野是横向,景深是纵向

总结
  • 焦距越小,视角和视野越大,工作距离也越短
  • 常用有50mm,25mm,16mm镜头,50mm视野最小,最小工作距离最长
  • 在实际应用上,视觉检测系统空间有限,所以特别要关注最小工作距离
  • 畸变:50mm的镜头畸变是最小的,如果要准确测量距离,则50mm优先。如果测试字符,则可以用更小的焦距。
  • 光线:工作距离越远,则打光就越少,噪声就会越多。

线阵相机

  • 特殊的相机,只有一行感光元素,因此可以用高速扫描和高分辨率
  • 应用于连续检测的领域,比如金属,塑料,纸和纤维等,被测物体匀速运动,可以对图片一行一行处理,或者组成多张进行处理。
  • 线阵工业相机也可以用于滚筒上面的检测,以及极大视野下将多张图片进行拼接,需要特殊采集卡,并且速度很慢

面阵相机

像素

像素就是相机的感光晶片,比如百万像素的矩阵为W—H=1000*1000

分辨率

分辨率是指一个点代表的实际物体大小,以umXum表示,数值越小,越清晰

FOV

实际面积,由像素和分辨率共同决定,比如百万像素1K X 1K,分辨率为20um,则FOV=1K X 20+1K X 20=20mm*20mm

清晰度并不是由像素决定,但是大的像素的相机,可以减少拍照次数,从而提高了速度。

面阵和线阵相机比较

  • 面阵可以方便的读取更多的信息,包括测量面积,形状,尺寸,位置,甚至温度,缺点是每行的信息没有线阵多,帧幅率受到限制。
  • 线阵则一维像元素多,特别适合一维动态目标的测量,一位在线测量线径时,实际算法还挺复杂,实际应用不多。
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