【机器视觉】——焦距计算&物体实际尺寸计算

目录

1.基本概念

2.像素尺寸(piex)转为实际尺寸(mm)

3.焦距计算

1)方法一:通过相机视野和芯片尺寸进行计算

2)方法二:通过透镜的成像规律来计算焦距

① 凸透镜成像规律

缩小情物距大于两倍焦距,像距在一倍焦距和两倍焦距之间

一般情况:(不放大——像距=物距=两倍焦距)

放大情况:物距大于一倍焦距小于二倍焦距,像距大于两倍焦距

不成像情况:物距等于一倍焦距,像距无穷大

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虚像情况:物距小于一倍焦距,物像同侧

② 焦距计算公式推导

4、实际尺寸的计算

例子:x1,y1,x2,y2——像素坐标

5、渣点实际尺寸计算


1.基本概念

芯片尺寸:相机成像平面尺寸的实际大小(mm)

像元尺寸:组成芯片的最小单位的尺寸(mm)

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相机分辨率:图像的大小(pixel)——取决于像元个数

相机视野尺寸:相机所能拍摄到的最大实际尺寸(mm)

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2.像素尺寸(piex)转为实际尺寸(mm)

  • 问题其实为:图像上一个像素对应实际物体的多少毫米,定义为delta,单位mm/pixel,则:

  •  问题转化为求解delta:

  •  相机分辨率已知,问题转换为求解视野尺寸:


  • 已知物距、芯片尺寸,问题转换为求解焦距

3.焦距计算

1)方法一:通过相机视野和芯片尺寸进行计算

问题:视野尺寸能得到像素尺寸,怎么获得物理尺寸?

视野尺寸:无法确定

2)方法二:通过透镜的成像规律来计算焦距

凸透镜成像规律

缩小情物距大于两倍焦距,像距在一倍焦距和两倍焦距之间

放大倍数:k = v/u < 1

照相机、摄像机

一般情况:(不放大——像距=物距=两倍焦距)

放大倍数:k = v/u = 1

测焦距、手机相机、工业相机等

放大情况:物距大于一倍焦距小于二倍焦距,像距大于两倍焦距

放大倍数:k = v/u > 1

投影仪、放映机等

不成像情况:物距等于一倍焦距,像距无穷大

放大倍数:k = v/u = +∞

平行线

虚像情况:物距小于一倍焦距,物像同侧

放大倍数:k = v/u < - 1

放大镜(非倒像)

② 焦距计算公式推导

相机常用的是前三种成像规律,根据成像规律和三角形相似的关系可以推导出焦距公式:

其中:f——焦距,mm; u——物距,mm;  v——像距,mm

推导过程:(物距u:AO,像距v:A'O,焦距f:OF)

问题:如何确定像距?

放大倍数:k = A'B' / AB = v/u

像距:v = k * u

综上焦距:

其中:k——放大倍数,1; u——物距,mm

4、实际尺寸的计算

由上述三个式子就可以求得:deltaH,deltaV,即图片上一个像素代表的实际尺寸(mm)

例子:x1,y1,x2,y2——像素坐标

则蓝色线的实际长度length:

5、渣点实际尺寸计算

 

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