Aplicación del modelo de cámara estenopeica

Caso 1: Estimación del tamaño objetivo

Asumiendo que la distancia de trabajo es Zc=3m, la distancia focal de la cámara es f=25mm, y el tamaño del elemento de fase es dx=dy=2.4um, y el diámetro de píxel del objetivo en la imagen debe exceder 10 píxeles en el proceso de medición real, ¿cuál es el diámetro de diseño requerido?
El proceso de cálculo es:
1: La distancia física del objetivo en la superficie del objetivo de la cámara es: x=10 * 2,4=24um=0,024 mm;
2: Según el modelo de cámara estenopeica : Xc/x=Zc/f => Xc =Zc*x /f=3000 * 0.024/25=2.88mm Es decir, solo se requiere un objetivo con un diámetro de 3 mm para cumplir con los requisitos, y también se puede diseñar para que sea de 5-6 mm.

Caso 2: Estimación de la distancia máxima de trabajo

Suponiendo que el diámetro del objetivo es Xc = 10 mm, la distancia focal de la cámara es f = 25 mm, y el tamaño del elemento de fase es dx = dy = 2,4 um, y el diámetro de píxel del objetivo en la imagen debe superar los 10 píxeles en el proceso de medición real, solicite la distancia de prueba más lejana?
El proceso de cálculo es:
1: La distancia física del objetivo en la superficie del objetivo de la cámara es: x=10 * 2,4=24um=0,024 mm;
2: Según el modelo de cámara estenopeica : Xc/x=Zc/f => Zc =Xc*f /x=10 * 25/0,024=10416,7 mm, es decir, la distancia de prueba más lejana es de unos 10 m

Caso 3: Selección de la lente de la cámara

Suponiendo que la distancia de prueba sea de 17 m, el campo de visión horizontal debe ser de no menos de 10 m y la distancia vertical de no menos de 6 m. Elija una distancia focal y una resolución de cámara adecuadas. Utilice la herramienta de selección de lentes de Hikvision:
https : //www.hikrobotics.com/cn/machinevision /visionproduct?typeId=40&id=247
1: La distancia focal calculada es de 16 mm y la resolución es de 4096 * 3000, lo que cumple con los requisitos. En realidad, se puede seleccionar 5472 x 3648.
2: El campo de visión medido es de 14538 mm, con un total de 5472 píxeles, y un píxel es de 2,66 mm.
3: La precisión de subpíxel más alta es 0,2 * 2,66 = 0,53 mm, después de repetir la medición 10 veces y tomar el valor promedio, la precisión de la medición es 0,53/sqrt(10) = 0,53/3,16 = 0,167 mm

Caso 4: Cálculo del campo de visión de la cámara

Suponiendo que el tamaño de píxel de la cámara es de 3,45um, la distancia focal es f=25mm, la resolución es 2448*2048 y la distancia de prueba es Zc=5m, el proceso de cálculo para resolver el campo de visión horizontal es: 1: x=2448 * 3,45/1000=
8,45 mm
2: Xc/x=Zc/f => Xc=Zc * x/f=5000 * 8,45/25=1690 mm
o utilice la herramienta de selección de lentes de Hikvision: https://www. hikrobotics.com/cn/machinevision/visionproduct?typeId=40&id=247

Caso 5: Cálculo de la precisión de la distancia de medición entre dos puntos

Suponga que el campo de visión horizontal a probar debe ser superior a 10 m, el campo de visión vertical debe ser superior a 6 m y la distancia de prueba es de 20 m. De acuerdo con la herramienta de selección de lentes, podemos saber que se puede seleccionar la cámara con una resolución de 5472 * 3648, una distancia focal de 16 mm y un tamaño de píxel de 2.4um.
El proceso de cálculo es:
1: El tamaño físico del objetivo de 10 m proyectado en la cámara es: x=f * Xc/Zc=16 * 10/20=8 mm; 2: Suponiendo que hay un error de 20 mm en el valor medido
en la dirección Z, la distancia entre los dos puntos El error del valor medido es: delta_Xc=delta_Zc * x/f=20 * 8/16=10mm; 3: Dado que el error entre
los dos valores medidos es más o menos 10 mm, la precisión de la medición es de 20 mm.