相機(jī)參數(shù)選擇.docx

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1、鋼件焊點(diǎn)缺陷檢測(cè)相機(jī)及物鏡選擇工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量檢測(cè)相機(jī)及物鏡的標(biāo)準(zhǔn)主要由以下幾個(gè)因素決定：1）監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境；2)被攝主體物距；3）鏡頭焦距；4）相機(jī)感光元器件的靶面尺寸。工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量檢測(cè)相機(jī)及物鏡的關(guān)鍵參數(shù)獲取的計(jì)算方法：1根據(jù)監(jiān)控環(huán)境直接確定某些參數(shù)：根據(jù)攝像機(jī)固定位置與被測(cè)件位置確定物距Lmm；根據(jù)被測(cè)件特征確定監(jiān)測(cè)視野面積W*Wmm平方；根據(jù)監(jiān)控環(huán)境的光照條件選取合適的通光率：F*t（光圈系數(shù)F，曝光時(shí)間t）；根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)拍要求確定景深取值范圍ΔL∈（a,b）。根據(jù)環(huán)境參數(shù)進(jìn)一步可以確定照相機(jī)最小視場(chǎng)角：Q=2*a

2、rctg(√2*W/2*L)（對(duì)角線張角）;進(jìn)一步可確定物鏡最小焦距f與相機(jī)感光器件的靶面對(duì)角線S的關(guān)系為tan(Q/2)=S/2f;2根據(jù)環(huán)境直接確定的參數(shù)計(jì)算相機(jī)物鏡的最佳焦距fa.根據(jù)景深計(jì)算公式獲得景深與物鏡焦距的關(guān)系函數(shù)其中δ為當(dāng)前監(jiān)測(cè)環(huán)境下相機(jī)的最大容允彌散圓半徑。b.確定最大容允彌散圓半徑δ與物鏡焦距的關(guān)系根據(jù)上述公式，將UB=b設(shè)為后景深邊緣，UA=L設(shè)為被測(cè)主體到鏡頭的距離，即可由監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的相機(jī)景深和光圈系數(shù)的參數(shù)確定最大容允彌散圓半徑δ與物鏡焦距f的關(guān)系。c綜上可以根據(jù)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境確定相機(jī)物鏡的

3、最佳焦距f。根據(jù)上述要素開(kāi)始逐一確定鋼件焊點(diǎn)缺陷檢測(cè)相機(jī)及物鏡參數(shù)：該鋼件焊點(diǎn)質(zhì)量檢測(cè)相機(jī)安裝在室內(nèi)有補(bǔ)光燈照射的環(huán)境下，能有效避免鋼件的表面反光和棱角出的陰影等干擾因素，被檢測(cè)焊點(diǎn)呈圓形，直徑8mm左右，被檢測(cè)區(qū)域面積約150mm*150mm，相機(jī)固定離鋼件300mm處（物距300mm），可以估算出相機(jī)的最小視場(chǎng)角Q=2*arctg(√2*150/2*300)=39度,根據(jù)此檢測(cè)場(chǎng)合，適合選取短焦鏡頭（視場(chǎng)角相對(duì)較大）；根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)光照環(huán)境和物鏡光圈值的常規(guī)設(shè)置選取光圈值F=4左右為較理想的配置（一方面保證了合適的通

4、光率，另一方面保證了通光口徑處于中間值，從而優(yōu)化了因視場(chǎng)角過(guò)大造成的桶形失真）；該鋼件焊點(diǎn)缺陷檢測(cè)中要求景深配置為60mm--70mm，防止現(xiàn)場(chǎng)震動(dòng)或其他因素對(duì)相機(jī)位置微小變化的干擾。綜上所述，由鋼件焊點(diǎn)缺陷檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境及相機(jī)的優(yōu)化配置可預(yù)先確定如下參數(shù)：物距L=300mm;光圈值F=4；最小視場(chǎng)角Q=39°；景深A(yù)L=70mm;現(xiàn)要根據(jù)已知參數(shù)推導(dǎo)出物鏡的焦距和相機(jī)感光器件的靶面尺寸的取值范圍。根據(jù)景深計(jì)算和允許彌散圓的計(jì)算公式可求解得到物鏡焦距應(yīng)取值f=14mm.感光器件對(duì)角線長(zhǎng)度最大值為9.9mm。相機(jī)選用微

5、視MCV1000MF，其相應(yīng)參數(shù)如下表：鏡頭選用8mm1:1.4鏡頭，可以計(jì)算出相機(jī)視場(chǎng)角Q=2arctan(1280*0.00522+1024*0.00522/2*8)=56度。8mm鏡頭在對(duì)焦距離300mm時(shí)，光圈值分別取值F=2、F=2.8、F=4、F=5.6、F=8時(shí)計(jì)算出相應(yīng)的景深對(duì)照表如下：光圈系數(shù)對(duì)焦距離22.845.68300（單位mm）107157236387802