如何计算相机分辨率和镜头选型
关键字:分辨率,镜头选型 适用范围:相机类镜头--镜头选型

一.计算相机分辨率

根据系统对图像精度的要求来选择相机的分辨率


计算过程:
相机最小分辨率 = (12/0.01)*(9/0.01)= 1200*900≈108万像素
因此可以选用130万像素相机(1280*960);为减小边缘提取时的像素偏移带来的误差,提高系统的精确度和稳定性,实际使用中一般用2-3个像素对应一个最小的缺陷和特征,那么相机分辨率等于108*3≈324万。
最终选型:320万像素相机(2048*1536).

二.镜头选型案例

2.1计算镜头焦距

根据被摄物体的大小可以得到视野的大致范围,进而得到物像关系,在这里用光学放大倍率来表示


计算过程:
(1)Sensor长宽尺寸 = (Sensor长度或高度*像元尺寸)/1000可计算出:
       Sensor长度 = 2448*3.45/1000 = 8.4456mm
       Sensor高度 = 2048*3.45/1000 = 7.0656mm
(2)光学放大倍率(β) = (Sensor长度(h))/(视野长度(H))=8.4456/12≈0.7038
(3)焦距(f)= 物距(D)*光学放大倍率(β)= 75*0.7038 =52.785mm,因此可以选择50mm焦距镜头
(4)实际光学放大倍率 = 焦距(f)/物距(D) =50/75≈0.667
       视野长度 = (Sensor长度(h))/实际光学放大倍率= 8.4456/0.667≈12.662mm 视野高度 = (Sensor高度(v))/实际光学放大倍率=7.0656/0.667≈10.593mm
(5)单像素精度 = (视野长度(H))/Sensor长方向有效像素个数=12.662/2448≈0.0052mm
(6)结论:选用50mm镜头,搭配500万像素相机,可以达到12.662mm x 10.593mm的视野,单像素精度5.2µm


2.2镜头镜面

为保证画面整体的可应用性,选用镜头的像面尺寸应大于相机芯片的对角线尺寸(也简称为靶面),否则会出现边缘暗角/黑角等情况,影响使用。
例如MV-CA050-10GM相机靶面尺寸为2/3英寸,那么镜头的像面应选择大于该尺寸的型号。
用户可根据海康机器人官网的镜头选型工具,将以上参数输入则可获取推荐使用的镜头,再根据像面大小来进行选择。
工具网站:https://www.hikrobotics.com/machinevision/visionproduct?typeId=40&id=247



三.计算相机视野范围和镜头视场角


计算过程:
Sensor长度高度:h = 2448 x 3.45µm =8.4456mm, v = 2048 x 3.45µm = 7.0656mm
利用 (Sensor长度(h)或高度(v))/视野范围FOV=焦距f/(物距 D) 可计算出相机视野范围是:
X = 8.4456 x 1000/50 = 168.91mm, Y = 7.0656 x 1000/50 =141.31 mm

计算相机视场角:
2θ = 2 x arctan(h或v/2/f)
2θx = 2 x arctan(8.4456/2/50) =10° , 2θy = 2 x arctan(7.0656/2/50) = 8°
*工作距离较近时,计算结果与实测结果会有一定的差异,计算数据仅供参考,需要以实测为主。

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