遠心鏡頭成像模型

2021-07-11 18:06:46 字數 1603 閱讀 6315

常見的鏡頭主要有 cctv 鏡頭、專業攝影鏡頭和遠心鏡頭。大部分的 cctv 鏡頭、專業攝影鏡頭為變焦距鏡頭。

這裡主要討論普通光學鏡頭與遠心鏡頭。

遠心鏡頭相機模型為正交投影,orthographic projection

遠心光路分為物方遠心光路和像方遠心光路。

物方遠心光路中,孔徑光闌位

於像方焦平面上,光闌也是出瞳,入瞳位於物方無限遠處。如圖 2-1所示,物體

ab 各點上發出的光線經物鏡後,其物方主光線均平行於光軸。如果物體 ab 位於

ccd 接收面 m1m2 的共軛位置處,則 ccd 接收面上像的長度為 m1m2。如果物

體沿光軸移動到 a1b1 處,則像面 a1』b1』偏離 ccd 接收面,a1』和 b1』點在 ccd

接收面上投影為乙個瀰散斑,其中心仍是 m1 和 m2 點,據此測出的像大小仍為

m1m2,這樣就消除了物距變化帶來的測量誤差。在孔徑光闌處加上光學濾波器

,使出射的光線只有平行於光軸的光通過,在 ccd 接收面上接收到的就是準確的像

長,不會因為物體沿光軸移動帶來測量誤差。

像方遠心光路則是將孔徑光闌放置在物鏡的物方焦平面上,出射光束的主光線平行於光軸,出瞳位於無限遠。

物方遠心光路和像方遠心光路可構成物像雙遠心光路。

物方遠心鏡頭光路圖如下:

圖2-1

像方遠心鏡頭光路圖:

物方遠心鏡頭主要用於消除物距變化帶來的測量誤差,因此通過物方遠心鏡頭所成的影象不存在透視變形;而像方遠心物鏡則可以消除ccd 位置不准帶來的測量誤差。

上圖感性認識一下:

物方遠心的成像模型自己還不是很確定,偷圖如下,不清楚這個模型的座標關係與針孔相機模型座標關係有什麼不同。還請明白的的朋友指點一二。

遠心鏡頭的成像模型可以推導為:

dx是畫素的實際物理大小

參考文獻:

1. 微型零件完整成像測量儀技術研究

2. 遠心光電視覺測量中系統引數對精度的影響機理

3. telecentric stereo micro-vision systerm:ccalibration method and experiments

遠心鏡頭的遠心度

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