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。

The 2D camera and the projector have an angle with respect to the center axis.

This should be considered if it is desired to have the camera perpendicular to the scene.

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 as seen from above. Shows how the camera is angled relative to the projector.
Zivid 2+ M60 as seen from above. Shows how the camera is angled relative to the projector.
从上图看到的 Zivid 2。显示相机相对于投影仪的角度。
从上图看到的Zivid One+ Large, Medium和Small 。显示了相机相对于投影仪的角度。

Although it is perhaps most intuitive to mount the camera perpendicular to a scene, this is usually not the best way. If possible, mount the camera at a slight tilt angle to avoid reflections from the background, as explained in 光晕 - 点云中的亮点. This also frees up space above the scene for easier access for tools and robots. Check out available Zivid mounts.

草图显示 Zivid 2+ 应如何以一定角度放置在场景上，而不是直接向下。
草图显示 Zivid 2 应如何以一定角度放置在场景上，而不是直接指向下方。
草图显示 Zivid One+ 应如何以一定角度放置在场景上，而不是直接指向下方。

备注

如果场景中有镜面目标，则更有必要将相机倾斜安装。

An exception is if you are imaging large parts that are extremely specular, and in particular, also dark. Here you may benefit from mounting the camera perpendicular to the part to maximize the signal back to the camera.

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。