Top

Blog

Spasowanie obiektywu z kamerą – jak ważna jest odpowiednia soczewka do systemu wizyjnego?

W wizji maszynowej możemy wyróżnić 3 podstawowe typy obiektywów:

  • macro – dobre do ujęć z niedużej odległości, posiadają określony dystans ogniskowania (łapania ostrości), w zamian dając solidne parametry dystorsyjne (niskie rozproszenie),
  • ze stałą ogniskową – uniwersalne, jasne, chyba najbardziej popularne na rynku obiektywy, mogą ogniskować na nieskończoności,
  • telecentryczne – najdroższe i najlepsze obiektywy do kamer wizji maszynowej, charakteryzują się praktycznie zerowym zniekształceniem oraz stałym polem widzenia w określonej odległości. Wielkość badanego obiektu odpowiada średnicy samego obiektywu.

Z poprzedniego artykułu wiemy jak obliczyć wymaganą rozdzielczość kamery. Jednak ilość pikseli to nie wszystko – bardzo ważnym parametrem jest także fizyczna wielkość matrycy. Im większy rozmiar piksela – tym lepszą jakość obrazu możemy uzyskać. Ta informacja jest jedną z kluczowych do doboru odpowiedniego obiektywu.

Przekątne matrycy podawane są w calach, te same jednostki wykorzystuje się też w przypadku skupiania obiektywów. W przypadku wybrania zbyt małego obiektywu do większej matrycy spowodujemy tzw. efekt winietowania – czyli przycinania zdjęcia od rogów do jego środka.

Informacje, które musimy wiedzieć o aplikacji, by móc dobrać odpowiednią soczewkę są następujące:

  1. Pole widzenia (wielkość badanego obiektu)
  2. Maksymalna i minimalna możliwa odległość kamery (początku obiektywu) od obiektu
  3. Fizyczny rozmiar matrycy kamery
  4. Rodzaj potrzebnego obiektywu, czyli rodzaj aplikacji wizji maszynowej

Dla naszych potrzeb załóżmy, że do aplikacji systemu wizyjnego dobraliśmy kamerę Basler o rozdzielczości 12 MPix na sensorze Sony IMX253 o przekątnej matrycy 1.1″ (14.1 mm x 10.3 mm). Obiekt, który musimy obserwować ma średnicę 100 mm, a możliwa odległość kamery od obiektu zamyka się w granicach 200 – 450 mm.

Sprawa jest najprostsza w przypadku obiektywów telecentrycznych – jedyne, czym się posługujemy to katalog, lub strona internetowa producenta. Pamiętajmy, że tego typu obiektywy należy stosować w każdego rodzaju aplikacjach pomiarowych. Tylko one pozwalają zapewnić odpowiednią jakość i pewność mierzenia. Korzystając ze strony producenta Opto Engineering dobraliśmy na podstawie naszych danych obiektyw zapewniający rozdzielczość +/- 0,03 mm/piksel przy polu widzenia 119 mm z odległości 334 mm od obiektu. Uwaga! Dobrana soczewka waży prawie 5 kg 🙂

Przyjmując te same dane, co powyżej, natomiast zmieniając typ aplikacji na detekcję wad, dobierzemy obiektyw typu macro lub ze stałą ogniskową (wedle uznania dobierającego). Posłużymy się tutaj wzorem:

gdzie f – ogniskowa, WD – odległość robocza, Sensor size – wielkość sensora na osi x lub y, FOV – pole widzenia na osi x lub y. Nasz obiekt ma średnicę 100 mm, musi być więc widoczny w całości na obydwu osiach kamery. Do obliczeń przyjmiemy wymiar matrycy w osi y. Policzymy ogniskową w dwóch punktach skrajnych umiejscowienia obiektywu.

       oraz   

Do naszej aplikacji systemu wizyjnego  wykrywania wad szukamy obiektywu z ogniskową w przedziale 20,6 mm do 46,35 mm. Pamiętajmy, że musi on być odpowiedni na matrycę kamery o przekątnej 1.1″!

W przyszłym tygodniu opowiem co nieco o oświetleniu, wszystkich nowych czytelników zachęcam do nadrobienia zaległości tutaj.

Wszystkich, którzy mają aplikację niecierpiąca zwłoki, lub po prostu potrzebują konsultacji zachęcam do kontaktu poprzez przycisk poniżej.

Potrzebuję systemu!
No Comments

Sorry, the comment form is closed at this time.

Call Now Button