機(jī)器視覺的關(guān)鍵之一是選擇合適的鏡頭

鏡頭的選擇過程是將鏡頭各項參數(shù)逐步明確的過程。作為成像器件，鏡頭通常與光源和相機(jī)構(gòu)成一個完整的圖像采集系統(tǒng)。因此，鏡頭選擇必須滿足整個系統(tǒng)的要求。通?？梢詮囊韵聨讉€方面進(jìn)行分析和考慮。

一、重點在于波長和變焦的選擇。

確定鏡頭的工作波長和是否需要變焦是比較容易的。在成像過程中，如果需要改變放大倍率，則需要使用變焦鏡頭，否則只需使用定焦鏡頭即可。

在確定鏡頭的工作波長時，通常使用可見光波段，但也可以使用其他波段。是否需要采取濾光措施，要根據(jù)情況而定。同時，考慮到雜散光的影響，需要選擇單色光或者多色光。在綜合考慮這些因素之后，再確定鏡頭的工作波長。

二、優(yōu)先考慮特殊要求。

為了應(yīng)對實際應(yīng)用中的特殊需求，先要明確這些需求，比如是否需要測量功能、是否需要使用遠(yuǎn)心鏡頭，以及成像景深是否很大等等。景深通常不被重視，但這卻是任何成像系統(tǒng)都必須考慮的因素。

三、工作距離和焦距

通常情況下，工作距離和焦距是聯(lián)合考慮的。為了推導(dǎo)出鏡頭的焦距，可以先明確系統(tǒng)的分辨率，然后再結(jié)合CCD像素尺寸，就可以知道放大倍率，接著借助對空間結(jié)構(gòu)的約束條件，推算出大致的物像距離，并終估算出鏡頭的焦距。因此，鏡頭的焦距與其工作距離、系統(tǒng)分辨率（以及CCD像素尺寸）之間有著密切的聯(lián)系。

四、面積大小和圖像質(zhì)量

選擇鏡頭時應(yīng)注意其像面大小和相機(jī)感光面大小要相兼容，遵循“大的兼容小的”的原則。相機(jī)感光面不可超出鏡頭標(biāo)示的像面尺寸，否則會導(dǎo)致邊緣視場的像質(zhì)不佳。在關(guān)注像質(zhì)要求時，主要要考慮MTF和畸變。特別是在測量應(yīng)用中，應(yīng)更加注重畸變問題。

光圈和接口

在攝影中，光圈大小對像面亮度有著重要的影響。而在現(xiàn)代機(jī)器視覺技術(shù)中，圖像亮度卻由多個因素共同決定，如光圈、相機(jī)增益、積分時間、光源等等。因此，為了獲得必要的圖像亮度，有很多方面需要調(diào)整。另外，鏡頭的接口也非常關(guān)鍵，需要與相機(jī)匹配，如果不能直接匹配，則需要考慮使用轉(zhuǎn)接器。

六、攝影鏡頭還有其他的類型：

線陣鏡頭是與線陣相機(jī)配套使用的一種鏡頭。它采用掃描式的工作方式，要求鏡頭與目標(biāo)之間存在相對運(yùn)動。每次曝光時，線陣鏡頭只能成像一條線，通過多次曝光將這些線組合成一幅完整的圖像。線陣掃描成像的特點在于，CCD線陣的圖像分辨率在方向上是固定的，而在目標(biāo)運(yùn)動方向上的空間采樣頻率則取決于目標(biāo)的相對速度。

從成像的角度來看，線性陣列鏡頭和其他類型的鏡頭在本質(zhì)上并沒有太大差異，只是它們的使用方式稍稍不同而已。

顯微鏡鏡頭一般用于高分辨率的場合，以便觀測目標(biāo)的細(xì)節(jié)特征。其基本特點是工作距離短，放大倍率高，視場相對較小。

遠(yuǎn)心鏡頭指的是物方主光線平行于光軸主光線的會聚中心位于物方無限遠(yuǎn)的光路系統(tǒng)。其作用在于消除了由于焦距調(diào)節(jié)不準(zhǔn)確而導(dǎo)致的測量誤差。