工作距离和相机定位

介绍

在本教程中,我们将学习如何正确地定位相机。 我们将介绍不同的考虑因素,例如 :abbr:` FOV (视野)` ,工作距离和图像光晕问题。

找到合适的工作距离

在许多应用中,相机被固定安装以捕获具有恒定 :abbr:` FOV (视野)` 的点云。在其它应用中,相机可以安装在机械臂上,这样可以更灵活地定位相机以捕获良好的点云。在这两种选择中,相机都需要进行定位,以便针对给定场景进行光学优化。

在确认正确的工作距离时,需要考虑以下几点:

  1. 相机需要观测的面积或体积是多少?

  2. 相机需要观测的物体尺寸是多少?

  3. 工作区域或体积所需的空间分辨率和精度是多少?

知道这些问题的答案后,我们可以通过以下方式检查Zivid相机是否满足要求:

备注

有关作为工作距离函数的Zivid相机点精确度和空间分辨率的信息,请参阅数据手册和 FOV和成像距离计算器

小心

请注意,噪声与工作距离成正比,而空间分辨率与工作距离成反比。

如果某个相机位置可以满足工作距离,FOV,分辨率和精度的全部要求,我们可以继续进行下一步。 如果不行,我们需要考虑是否使用手臂安装,多台相机拍摄等其它方案。 在这种情况下,我们建议您联系 customersuccess@zivid.com, 我们将帮助您找到解决方案。

调整相机角度

Zivid相机内部的成像传感器在方位角方向(y轴)以微小的的平移角偏移。如果希望相机垂直于场景,则需要考虑这一点。

2D 相机和投影仪相对于中心轴具有一定角度。

如果希望相机垂直于场景,则应考虑这一点。

从上图看到的 Zivid 2+ M130。显示相机相对于投影仪的角度。
Zivid 2+ L110 俯视图。显示相机相对于投影仪的角度。
Zivid 2+ M60 俯视图。显示相机相对于投影仪的角度。
从上图看到的 Zivid 2。显示相机相对于投影仪的角度。

虽然垂直于场景安装相机可能是最直观的,但这通常不是最好的方法。如果可能,请以轻微倾斜角度安装相机,以避免背景反射,如 光晕 - 点云中的亮点 所述。这也释放了场景上方的空间,以便更轻松地使用工具和机器人。查看可用的 Zivid 支架

草图显示了 Zivid 相机应如何以一定角度放置在场景上,而不是直接对着下方。

备注

如果场景中有镜面目标,则更有必要将相机倾斜安装。

一个例外是,如果您要对高度镜面反射并且是深色的大部件进行成像。在这里,您可能会受益于将相机垂直于零件安装,以最大限度地提高返回相机的信号。

在料箱抓取(bin-picking)的应用中

对于料箱抓取应用,请将Zivid相机投影仪放置在料箱后边缘上方或后角上方(见下图)。平移并倾斜相机,使2D相机对准料箱中心。投影仪光线不应落在离投影仪最近的两面侧壁的内表面上,而应该与这两面内壁几乎保持平行。以这种方式安装相机可以最大限度地减少料箱侧壁导致的的互相反射。

显示Zivid安装角度的草图。

优化距离以满足高精度要求

一般来说,总是建议将相机尽可能靠近场景。这是因为在较短的成像距离下精度会更好。请注意,精度在图像中心区域最好,并向角落方向降低(见下图)。

精度作为 FOV 的函数

因此,我们建议将相机安装在略大于要求的成像距离的位置,以避免使用其边缘5%的图像区域。对于大多数应用,由于安装的安全裕度,这会自然发生。

安装建议以根据 FOV 优化成像距离的准确性

找到合适的焦深

Zivid相机具有非常强的抗散焦能力,但是如果要最大程度地提高点云的精度,仍应考虑焦深。 仅在点云处理算法需要调整合适焦深才能成功运行时,才需要执行此步骤。

警告

较低程度的聚焦会降低精度并增强 对比度失真

通过查 看 焦深 中的表格,找到我们应该用于给定工作距离的推荐的最大光圈(推荐最小f-值)。或者通过选择相机型号并输入最近和最远的工作距离来使用 焦深计算器 。建议将”可接受的模糊半径(像素)”( “Acceptable blur radius (pixels)”)设置为2。

进一步阅读

确认合适的工作距离后,下一步将需要确认正确的相机设置。 我们将 在 调整合适的曝光以获取好的点云 中介绍这一点。