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机器视觉

基于Ranger3相机的激光镜头选型方法介绍

  2024年09月05日  

Ranger3 是SICK一款高速高精度分体式3D相机,广泛应用于轨道交通、电子、轮胎等多个行业。因为其速度快、精度高、体积小巧、方便安装而被广大客户所喜爱。

而它最大的特点其实是用户可以依据需要的视野、景深、精度等进行分体式搭建和封装,让它可以依据实际应用场景进行特殊打造。

Ranger3相机是基于激光三角原理进行3D成像的,故需要激光和镜头组成一个成像系统后进行使用。而不同的激光、镜头以及相对位置调节即可组成各种应用需求,这也要求用户对激光、镜头选型以及整体搭建有一定了解。

本文也将给大家介绍下基于Ranger3的激光和镜头如何选型。

Ranger3使用搭建步骤

在用户使用Ranger3搭建之前必须确认至少如下信息:

?需要的视野宽度;

?相机相对扫描物体的工作距离:景深和Z向精度当然也非常重要,这个与相机和激光的相对位置关系,激光和镜头夹角等密切相关,很大的景深还需改变芯片和镜头的夹角(沙姆角)。

具体的位置关系调节本文不详细叙述,如需支持,可联系SICK技术工程师。

常规Ranger3使用步骤如下:

1、确定镜头的焦距

依据芯片尺寸信息、需要的中间视野、相机工作距离可以大致确定镜头的焦距(简化为下图所示的相似三角形计算)。

基于此焦距选择近视的标准镜头焦距:焦距越大,视野越小。

2、按镜头选型参数确定镜头其他参数

3、依据需要的景深、精度等确定架构

注:激光和相机之间的距离a,激光和镜头的夹角α,镜头和芯片的夹角β,这三个参数基本上可确定整体的架设,其中激光可沿其轴线方向适当移动。

4、实际搭建对应效果

实际搭建对应效果,如不确定激光具体工作参数可先采用常规可调工作距激光进行搭建,查看对应的视野、景深等情况

5、确定激光工作距离和其他参数

6、依据上述参数和架构进行最终的测试

7、封装(如需)

镜头选型

市面上各个厂家都有很多标准镜头可供选择,基于Ranger3的镜头选型,绝大部分应用场景可以采用市面上的标准镜头。

(注:每个厂商的标准镜头因为设计不太一样,视野等效果会有一些差别,如果平替,可能结构上需要进行一些微调。)

镜头有很多参数,有些参数是必须的,有些会影响测量精度,有些会影响对应速度。用户可依据各自实际需要确认某些参数是否是必须的。镜头主要参数以及参数选择如下:

?特殊镜头应用场景:非常小视野,特殊材料扫描等可能需要特殊镜头,如远心高倍镜头、长焦镜头等,在这里不做详述。

对尺寸、工作距离、景深等要求比较苛刻的,则可能需要依据实际情况进行镜头定制。

激光选型

市面上有些厂商也依据客户的大部分需求提供了一些标准型激光,一般为聚焦位置可调的。但对应的线宽、扇角、功率等参数无法调节。

基于Ranger3搭建出来的架构是千差万别,针对不同的场景,激光需要的参数基本都不一样,故大多数情况下还是建议用户依据需要的参数进行特殊定制。

激光主要参数以及参数选择如下:

?特殊激光应用的场景:比如超细激光,类平行激光等,其光学工艺也会不太一样。可依据实际需求进行定制。一般激光会配合滤光片使用,避免其他光源对测量的干扰。

Ranger3通过选择合适的镜头和激光即可进行所需视野的架构搭建,匹配各种不同的应用场景。确定架构、激光、镜头,用户也可以快速封装成自己的相机。当然SICK也提供基于Ranger3的大多数视野场景的3D相机,供用户自行选择。

(来源:西克)

标签:西克  我要反馈
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