機(jī)器視覺(jué)工業(yè)鏡頭的專業(yè)術(shù)語(yǔ)及其計(jì)算的方法介紹
機(jī)器視覺(jué)工業(yè)鏡頭是用于工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中的機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的核心部件之一。以下是機(jī)器視覺(jué)工業(yè)鏡頭的專業(yè)術(shù)語(yǔ)和計(jì)算方法:
1. 焦距(Focal Length):指鏡頭的光心到成像平面的距離,通常用毫米(mm)表示。焦距越短,視場(chǎng)越大;焦距越長(zhǎng),視場(chǎng)越小。
2. 孔徑(Aperture):指鏡頭的光圈大小,通常用F值表示。F值越小,光圈越大;F值越大,光圈越小。
3. 畸變(Distortion):指鏡頭成像時(shí)由于光線經(jīng)過(guò)透鏡而產(chǎn)生的形變。常見(jiàn)的畸變有球面畸變和枕形畸變。
4. 像差(Astigmatism):指由于透鏡形狀不完美而導(dǎo)致的成像失真。常見(jiàn)的像差有球面像差和枕形像差。
5. 分辨率(Resolution):指鏡頭能夠分辨出的最小物體大小。分辨率越高,圖像越清晰。
6. 光軸角(Angular DistANCE):指從一個(gè)光斑到另一個(gè)光斑的距離。光軸角越小,像場(chǎng)越均勻。通常用角度表示。在光學(xué)成像中,光軸角越小,像場(chǎng)越均勻。這是因?yàn)楫?dāng)光軸角變小時(shí),光線經(jīng)過(guò)透鏡后會(huì)更加平行,從而使得成像的圖像更加清晰和均勻。
7. 視場(chǎng)(Field of View, FOV):指在有限區(qū)域內(nèi)能夠觀察到的物體范圍。在機(jī)器視覺(jué)中,視場(chǎng)通常指相機(jī)能夠捕捉到的視野范圍。FOV越大,視場(chǎng)越廣,能夠觀察到的物體范圍也就越大。這對(duì)于一些需要覆蓋大面積的場(chǎng)景非常重要,比如機(jī)器人巡檢、無(wú)人機(jī)拍攝等應(yīng)用場(chǎng)景。
8. 像素?cái)?shù)(Pixel Count):指圖像中每個(gè)像素的數(shù)量。像素?cái)?shù)越多,圖像越清晰。這是因?yàn)楦嗟南袼乜梢蕴峁└嗟募?xì)節(jié)信息,從而使得圖像更加清晰和準(zhǔn)確。但是過(guò)多的像素也會(huì)增加計(jì)算復(fù)雜度和存儲(chǔ)空間的需求。因此,在選擇相機(jī)分辨率時(shí)需要根據(jù)具體應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行權(quán)衡。
焦距是指從光心到成像平面的距離,它決定了圖像的視場(chǎng)大小。焦距越短,視場(chǎng)越大;焦距越長(zhǎng),視場(chǎng)越小。在機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用中,視場(chǎng)大小對(duì)于相機(jī)的定位和跟蹤非常重要。
孔徑是指鏡頭的光圈大小,它決定了通過(guò)鏡頭進(jìn)入相機(jī)的光線的數(shù)量。孔徑越大,進(jìn)入相機(jī)的光線越多,進(jìn)而提高了圖像的亮度和對(duì)比度。但是孔徑越大,則會(huì)減小景深,即只有焦點(diǎn)處的物體才能保持清晰,其他區(qū)域都會(huì)變得模糊。
畸變、像差和分辨率也是影響圖像質(zhì)量的重要因素。畸變是指由于透鏡形狀不完美而導(dǎo)致的成像失真,常見(jiàn)的畸變有球面畸變和枕形畸變。像差是指由于透鏡形狀不完美而導(dǎo)致的成像失真,常見(jiàn)的像差有球面像差和枕形像差。分辨率是指鏡頭能夠分辨出的最小物體大小,分辨率越高,圖像越清晰。
計(jì)算方法:
1. 焦距可以通過(guò)測(cè)量物距和像距來(lái)計(jì)算。公式為:f = (n-1) * u/d,其中f為焦距,n為透鏡數(shù)量,u為物距,d為像距。
2. 孔徑可以通過(guò)測(cè)量光圈直徑來(lái)計(jì)算。公式為:F = A * tan(θ),其中F為孔徑,A為光圈直徑,θ為焦距與光圈直徑的夾角。
3. 畸變可以通過(guò)測(cè)量成像平面上的像高和像寬來(lái)計(jì)算。公式為:δ = (1/2 * u^2 + 1/2 * v^2) / f^2,其中δ為畸變,u為物距,v為像距,f為焦距。
4. 像差可以通過(guò)測(cè)量成像平面上不同位置處的像高和像寬來(lái)計(jì)算。公式為:δ' = (1/2 * u^2 + 1/2 * v^2) / f^2,其中δ'為像差,u為物距,v為像距,f為焦距。
5. 視場(chǎng)可以通過(guò)測(cè)量成像平面上的像元數(shù)來(lái)計(jì)算。公式為:A = n * F * tan(θ),其中A為視場(chǎng),n為像素?cái)?shù),F(xiàn)為孔徑,θ為焦距與光圈直徑的夾角。
6. 分辨率可以通過(guò)測(cè)量?jī)蓚€(gè)相鄰像素之間的距離來(lái)計(jì)算。公式為:R = (d/Δx) - ((f/2)^2)/(δ^2),其中R為分辨率,d為兩個(gè)相鄰像素之間的距離,Δx為像素間距,f為焦距,δ為畸變。
以上是機(jī)器視覺(jué)工業(yè)鏡頭的專業(yè)術(shù)語(yǔ)和計(jì)算方法。在實(shí)際應(yīng)用中,需要根據(jù)具體場(chǎng)景選擇合適的鏡頭參數(shù)和算法來(lái)進(jìn)行圖像處理和分析。