三维激光轮廓测量中的大景深技术

浏览: 时间:2021-10-29

景深是指采集图像的纵向清晰范围,即焦点前后有一段范围内景物是清晰的。景深越大,纵深景物的清晰范围越大,反之亦然。

为了增加景深,普通相机可以使用小光圈、缩短焦距、增加拍摄距离的方式。但当三者均为固定值时,景深也就无法调整。由于景深限制,普通相机无法实现整个视野范围内的清晰成像。因此,普通相机适用于测量距离固定的目标物。

对于存在高低差的目标物,为实现整个视野范围内都能清晰成像,国科微步usensys@研发人员在轮廓传感器中采用了倾斜相机。倾斜相机主要利用沙姆定律原理来增大景深。沙姆定律就是当被摄体平面、成像平面、镜头平面这三个面的延长面相交于一直线时,即可获得全面清晰的影像。下图为普通相机和倾斜相机的光路原理。当改变目标物的高度时,普通相机会无法对焦,图像近端和远端会模糊不清。而倾斜相机由于采用沙姆定律原理,对目标物体清晰对焦,获得高清晰度的图像。

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 普通相机光学原理                                                           倾斜相机光学原理

倾斜相机能够实现大景深,增大测量范围,适用于测量存在高低差或具有高度变化的目标物。拍摄效果如下图所示,左图为普通相机拍摄,视场中只有中间部分清晰。右图为usensys轮廓传感器拍摄,整个视场都清晰。

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    普通相机拍摄效果图                                              usensys传感器拍摄效果图