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工业相机的标定(工业相机标定的意义)

来源:www.haichao.net  时间:2023-01-15 16:05   点击:271  编辑:admin   手机版

1. 工业相机标定的意义

相机标定是完成很多任务之前很有必要的一项工作,标定要做的就是得到相机内外参数。

2. 传统相机标定方法

1.打开我们的手机版美图秀秀,点击右上角的登录头像

2.在个人登录页面点击“相机设置”

3.在“相机设置”里,我们点击最下方的“摄像头矫正”

4.我们可以先选择前摄像头校正

3. 工业相机标定的意义是

标定的主要目的就是精确计算摄像机与投影仪的内外部参数。内部参数是指和镜头相关的焦距等信息,外部参数指摄像机和投影仪之间的相关信息。

4. 工业相机标定的意义和作用

化学标定方法

(1)直接标定:准确称取一定量的基准物,溶于水后用待标定的溶液滴定,至反应完全。根据所消耗待标定溶液的体积和基准物的质量,计算出待标定溶液的准确浓度。

(2)间接标定:有一部分标准溶液,没有合适的用以标定的基准试剂,只能用另一已知浓度的标准溶液来标定。如乙酸溶液用NaOH标准溶液来标定,草酸溶液用KMnO标准液来标定等,当然,间接标定的系统误差比直接标定要大些。

相机标定方法

相机标定方法有:传统相机标定法、主动视觉相机标定方法、相机自标定法。

传统相机标定法需要使用尺寸已知的标定物,通过建立标定物上坐标已知的点与其图像点之间的对应,利用一定的算法获得相机模型的内外参数。根据标定物的不同可分为三维标定物和平面型标定物。三维标定物可由单幅图像进行标定,标定精度较高,但高精密三维标定物的加工和维护较困难。平面型标定物比三维标定物制作简单,精度易保证,但标定时必须采用两幅或两幅以上的图像。传统相机标定法在标定过程中始终需要标定物,且标定物的制作精度会影响标定结果。同时有些场合不适合放置标定物也限制了传统相机标定法的应用。

5. 工业相机标定原理

相机和投影仪标定原理 标定主要是解决从世界坐标系到相机坐标系,再到成像坐标之间的投影矩阵的关系,进而确定相机或投影仪的内参和外参。 涉及四个坐标, 世界就呈现出来了

3D 相机又称之为深度相机, 顾名思义, 就是通过该相机能检测出拍摄空间的景深距离

6. 相机标定的作用

张正友的相机标定中,世界坐标的原点和xy平面是在标定板上的,z轴垂直于标定板,所以可以自己设置世界坐标,随便在标定板上选定一个参考点作为原点,设置互相垂直的x轴和y轴,就可以得到标定板上特征点的世界坐标了

7. 相机标定的概念

基坐标系:机械臂的基座为原点的坐标系

末端关节坐标系:一般机械臂末端关节会覆盖一层法兰,因此机械臂末端关节坐标系又为法兰末端坐标系,实际上,末端关节坐标系在基坐标系下的位姿,就是我们常说的机械臂位姿

工具末端坐标系:显然机械臂在工作过程中,机械臂末端会搭载工具,而我们往往希望工具移动到某个位置,而不是机械臂末端运动到某个位置,这时我们就需要为工具建立一个它自己的坐标系,也就是工具末端坐标系

相机坐标系:一般机械臂AI项目,会搭载相机作为视觉传感器,搭载位置可以放在机械臂末端上,称为“眼在手上(on hand)”;搭载在机械臂之外的固定位置,称为“眼在手下(off hand)”

8. 工业相机标定的意义是什么

一般也定义到第一台相机的相机坐标系上。 原点位于相机光心处。 那么,这台相机的投影矩阵p=[i|0]。 也就是,这台相机在世界坐标系中没有进行平移和旋转。 这样其他相机的位置就可以以第一台相机定义出来的世界坐标系为参考进行旋转和平移了。

这样做的目的是为了计算起来简单。 当然也可以不用这样构建世界坐标系。 但是计算出来会复杂些。

9. 工业相机命名规则

单反数码相机指的是单镜头反光数码相机。

单反数码相机的工作系统中,光线透过镜头到达反光镜后,折射到上面的对焦屏并结成影像,透过接目镜和五棱镜,我们可以在观景窗中看到外面的景物。当按下快门钮,反光镜便会往上弹起,感光元件(CCD或CMOS)前面的快门幕帘便同时打开,通过镜头的光线便投影到感光原件上感光,然后后反光镜便立即恢复原状,观景窗中再次可以看到影像。单镜头反光相机的这种构造,确定了它是完全透过镜头对焦拍摄的,它能使观景窗中所看到 的影像和胶片上永远一样,它的取景范围和实际拍摄范围基本上一致,十分有利于直观地取景构图。

单反数码相机的一个很大的特点就是可以交换不同规格的镜头,这是单反相机天生的优点,是普通数码相机不能比拟的。

另外,现在单反数码相机都定位于数码相机中的高端产品,因此在关系数码相机摄影质量的感光元件(CCD或CMOS)的面积上,单反数码的面积远 远大于普通数码相机,这使得单反数码相机的每个像素点的感光面积也远远大于普通数码相机,因此每个像素点也就能表现出更加细致的亮度和色彩范围,使单反数码相机的摄影质量明显高于普通数码相机。

单反入门教程使用

拍好一张照片首先要了解的就是曝光。

我们如果想要得到一张色彩漂亮、明暗分明的影像,就要让感光体得到适当的曝光。而所谓的曝光,就是在一定的时间内,让感光体受到一定光量的投射。

曝光的计算方式为:

曝光 = 光量(光圈容许进入的光线强度)X 时间(快门允许进入的时间长短)

也就是说,一个完整的曝光程序,是由光圈的大小以及快门的时间搭配组合而成的,还有感光度的大小和格外的曝光补偿。

简单来说,曝光由4部分组成。

光圈,快门,曝光补偿,感光度(ISO值)

光圈控制进光量。

快门控制进光时间。

曝光补偿控制曝光模式。

感光度(ISO值)则是在控制感光元件对光的灵敏度。

了解了这4样东西,单反就算正式入门。

1.光圈

光圈通常位于镜头的中央,它是一个环形,可以控制圆孔的开口大小,控制曝光时光线的亮度。当需要大量的光线来进行曝光时,就将光圈的圆孔开大;若只需要少量光线曝光时,就将圆孔缩小、让少量的光线进入。

光圈的功能就如同我们人类眼睛的虹蟆,是用来控制拍摄时,单位时间的进光量,一般以f/5、F5或1:5来标示。以实际而言,较小的f值表示较大的光圈。

f/1是进光量最大的光圈号数,光圈值的分母越大,进光量就越小。通常一般镜头会用到的光圈号数为f/2.8~f/22,光圈值越大的镜头,镜片的口径就越大,相对提高其制作成本跟难度。

光圈与进光量的关系 除了考虑进光量之外,光圈的大小还跟景深有关。

景深是物体成像后,在相片(图档)中清晰的程度。光圈越大景深会越浅(清晰的范围较小)、光圈越小景深就会越长(清晰的范围较大)。

简单来说,光圈就是单反镜头中控制进光量的。

光圈值越小,光圈越大,镜头进光量越多,景深越浅,虚化越强。

光圈值越大,则反之。

但是如果我们需要拍风景风光,就需要小光圈,因为希望得到大景深,也就是整个风景纵深都是清晰的,而不是单单的在一个小的景深内清晰。光圈大,小景深的照片,只有焦点部分才会清晰显示,景深外的地方显得十分模糊;

光圈小,大景深的照片,所有景物都显得十分清晰,两者体现在画面中效果完全不一样。

一般会影响到景深长短的原因,一共有3种方式:

一、光圈越大、景深越浅,光圈越小、景深越长

在拍摄距离不变的拍摄情况下,使用大光圈来拍摄时,因为景深变浅,被摄体的前后景物会变得比较模糊。而使用小光圈时,被摄体前后景物清晰的距离就会变长。

二、镜头的焦距越长、景深越浅,镜头的焦距越短、景深越长

在光圈、快门都不变时,拍摄同一个场景,使用长镜头会让景深变浅(虚化效果大)。而使用广角镜时,景深就会变长。

三、距离拍摄体越近时、景深越浅,距离拍摄体越远时、景深越长

在光圈、快门、镜头焦距都不变的情况下,拍摄同一场景,离被摄体越近时,景深就会越浅(虚化效果大)。离被摄体越远时,景深就会越长。

2.快门

快门是相机中的一个机械装置,借由控制快门的开关速度,来决定底片接受光线的时间长短。也就是说,在每一次拍摄时,光圈的大小控制了光线的进入量、快门的速度决定光线进入的时间长短,这样一次的动作便完成了我们所谓的「曝光」。

快门以「秒」作为单位,它有一定的数字格式,一般在像机上我们可以见到的快门单位有:

B、1、2、4、8、15、30、60、125、250、500、1000、2000、4000、8000

上面每一个数字单位都是分母,也就是说每一段快门分别是:1秒、1/2秒、1/4秒、1/8秒、1/15秒、1/30秒、1/60秒、1/125秒、1/250秒(以下依此列推)等等。

B指的是慢快门Bulb,B快门的开关时间由操作者自行控制,我们可以藉由快门按钮或是快门线,来决定整个曝光的时间。

前面我们提到光圈决定了景深,快门则是决定了被摄物的「时间」。当我们拍摄一个快速移动的物体时,通常需要比较高速的快门,才可以抓到凝结的画面,所以我们在拍动态的画面时,通常都要考虑可以使用的快门速度。

有时我们要抓取的画面可能需要连续性的感觉,像是拍摄像是丝缎般的瀑布或是小河时,就必须要用到速度比较慢的快门,延长曝光的时间来抓取画面的连续动作。

我们看到的长曝光下的星空也是这个原理。

快门曝光就是就是在这个时间内进入镜头的画面。如果是运动的物体就会变成流线型,静止的物体不变。比如下面画面,曝光时间设置在2s,2s中四周的人都在走动就是运动物体,被拍摄的主体不动,就是静止物体。

除了「时间」之外,快门也决定了我们拍摄的稳定度,一般以手持相机拍摄来说,快门必须要高到一个值,拍出来的画面才不会晃动,这个能拍出稳定画面的快门速度,通常称之为「安全快门」。

安全快门有一个简单的计算方式:

1 / 使用的镜头焦距 = 安全快门

如果我们现在使用50mm的镜头拍摄,那么能让我们拍出清晰相片的安全快门就是 1/50 ,大约是 60 的快门。如果使用了200mm的镜头,那么安全快门就要提高到1/200大约是250的快门。由此可知,焦距越广的镜头安全快门就比较低,但是长焦距的镜头所需要的安全快门就高许多。

在半画幅APS-C中,安全快门的转换。

3.曝光补偿

曝光补偿,指的是当我们完成测光,设定光圈快门之后,因应环境光线的变化,对曝光作加减的额外设定。

曝光补偿也是一种曝光控制方式,一般常见在±2-3EV左右。在前面,我们讨论过相机的测光系统。在一般环境下,光线比较单纯,以相机内建的程序测光,就可以拍出不错的照片了;可是在光线变化比较大的场合,相机在测光时会发生误判,这时拍出来的照片不是太亮、就是太暗。为了让拍摄者可以快速的对曝光量作调整,而不需要重新去设定光圈快门,于是就设计了「曝光补偿」这样的机能,只要简单的选择要「增加」或是「减少」曝光量就可以了。

正确调整EV值:在过曝场景(物体亮部的区域较多,如逆光、强光下的水面、雪景、日出日落等)调低曝光值,即使用EV—(负补偿);在曝光不足的场景(物体暗部的区域较多,如密林、阴影中物体、黑色物体的特写等),调高曝光值,即使用EV+(正补偿)。但是如果拍摄白色物体时:比如雪地,白墙等。被拍摄的白色物体在照片里看起来是灰色或不够白的时候,要增加曝光量,简单的说就是“越白越加”,这似乎与曝光的基本原则和习惯是背道而驰的,其实不然,这是因为相机的测光往往以中心的主体为偏重,白色的主体会让相机误以曝光太强,则会自动调低曝光。即在特殊情况下,是“白加黑减”。理论只是做参考知识,最重要的是实践的时候,根据实际情况来调曝光。

4.感光度

感光度,简称ISO,它的意思就是对光线的敏感程度,也就是胶片上化学元素对光线的反应速度。感光度,也叫做感光速度。

在传统摄影时代,感光体就是底片,而在数码摄影的时代,相机则采用CCD或是CMOS作为感光原件。感光度越高(也就是ISO值越高)时,拍摄时所需要的光线就越少,感光度越低时,对拍摄时所需要的光线就越多。

一般我们常见的ISO数值有: ISO50、ISO100、ISO200、ISO400、ISO800、ISO1600

当ISO的数值越高时,感光度就越强。感光度越高,意味着曝光最终画面所需要的光线越少,所以,ISO1600的胶片,比ISO100所需要的光线少,快门速度就可以设置更高,特别是在抓拍动态物体时候,很有用。

但是,并不是感光度越高越好,由于物理特性,感光度高的胶片,拍下画面后,冲洗后画面颗粒非常的粗,在人们看来,显得很脏,很粗糙,而低感光度的胶片,则画面细腻程度高的多,给人一种精致的感觉。这种颗粒,在数码相机里,称作噪点。

所以,我们来用感光度调节曝光时间的时候,要控制好度。

同时较大的光圈,也能得到较快的快门值,从而提高手持拍摄的稳定。在拍摄风景这一类的照片时,我往往采用较小的光圈,这样景深的范围比较广,可以使远处和近处的景物都清晰,同样这一点在拍摄夜景时也适用。

快门优先多用于拍摄运动的物体上,例如体育运动、行使中的车辆、瀑布、飞行中的物体、烟花、水滴等等。与光圈优先相反,快门优先是在手动定义快门的情况下通过相机测光而获取光圈值。快门优先多用于拍摄运动的物体上,特别是在体育运动拍摄中最常用。很多朋友在拍摄运动物体时发现,往往拍摄出来的主体是模糊的,这多半就是因为快门的速度不够快。在这种情况下你可以使用快门优先模式,大概确定一个快门值,然后进行拍摄。并且物体的运行一般都是有规律的,那么快门的数值也可以大概估计,例如拍摄行人,快门速度只需要1/125秒就差不多了,而拍摄下落的水滴则需要1/1000秒

本上单反都有自动对焦功能。但有些时候,会发现自动对焦不准了。

以上,希望对你有帮助!

10. 工业相机的分类及作用

工业相机一般应用于工业现场,广泛应用于工业检测,医疗等应用领域。工业相机按照输出信号方式可分为模拟相机和数字相机,模拟相机需要配专用的图像采集卡才能转化为计算机可以处理的数字信息,具有通用性好、成本低的特点;

  模拟相机采集到的是模拟信号,经数字采集卡转换为数字信号进行传输存储。模拟信号可能会由于工厂内其他设备(比如电动机或高压电缆)的电磁干扰而造成失真。随着噪声水平的提高,模拟相机的动态范围(原始信号与噪声之比)会降低。

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