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。