视觉传感器的技术参数有图像传感器的技术参数、相机的内部参数和相机的外部参数。 1.图像传感器的技术参数图像传感器的技术参数主要有像素、帧率、靶面尺寸、感光度和信噪比等。 (1)像素像素是图像传感器的感光最小单位,即构成影像的最小单位。一
帧影像画面是由许多密集的亮暗、色彩不同的点所组成,这些小点称为像素。像素的多少是由 CCD/CMOS上的光敏元件数目所决定的,一个光敏元件就对应一个像素。因此像素越大,意味着光敏元件越多,相应的成本就越大。像素用两个数字来表示,如720×480,720表示在图像长度方向上所含的像素点数,480表示在图像宽度方向上所含的像素点数,二者的乘积就是该相机的像素数。
(2)帧率帧率代表单位时间所记录或播放的图片的数量,连续播放一系列图片就会产生动画效果,根据人的视觉系统,当图片的播放速度大于15幅/s的时候,人眼就基本看不出来图片的跳跃;在达到24~30幅/s时就已经基本觉察不到闪烁现象。每秒的帧数或说帧率表示图形传感器在处理图像时每秒能够更新的次数。高的帧率可以得到更流畅、更逼真的视觉体验。
(3)靶面尺寸靶面尺寸也就是图像传感器感光部分的大小。一般用英寸(1in=0.0254m)来表示,通常这个数据指的是这个图像传感器的对角线长度,如常见的有1/3in,靶面越大,意味着通光量越好,而靶面越小则比较容易获得更大的景深。比如,1/2in可以有比较大的通光量,而1/4in可以比较容易获得较大的景深。
(4)感光度感光度代表通过CCD或CMOS以及相关的电子线路感应入射光线的强弱。感光度越高,感光面对光的敏感度就越强,快门速度就越高,这在拍摄运动车辆、夜间监控的时候尤其显得重要。
(5)信噪比信噪比指的是信号电压对于噪声电压的比值,单位为dB。
般摄像机给出的信噪比值均是自动增益控制(AGC)关闭时的值。因为当自动增益控制接通时,会对小信号进行提升,使得噪声电平也相应提高。信噪比的典型值为45~55dB,若为50dB,则图像有少量噪声,但图像质量良好;若为60dB,图像质量优良,不岀现噪声。信噪比越大说明对噪声的控制越好。
2.相机的内部参相机的内部参数是与相机自身特性相关的参数,主要有焦距、光学中心、图像尺寸和畸变系数等。
(1)焦距焦距是指镜头的光学中心到图像传感器的距离,如图2-78所示。
焦距有可变焦距和不可变焦距,一般单位为mm。
(2)光学中心相机的镜头是由多个镜片构成的复杂光学系统,光学系统的功能等价于一个薄透镜,实际上薄透镜是不存在的。光学中心是这一等价透镜的中心,如图2-79所示。不同结构的镜头其光学中心位置也不一样,大部分在镜头内的某一位置,但也有在镜头前方或镜头后方的。
(3)图像尺寸图像尺寸是指构成图像的长度和宽度,可以用像素为单位,也可以用cm为单位。
(4)畸变系数畸变系数分为径向畸变系数和切向畸变系数。径向畸变发生在相机坐标系转换为物理坐标系的过程中;切向畸变产生的原因是透镜不完全平行于图像。
径向畸变就是沿着透镜半径方向分布的畸变,产生原因是光线在透镜中心的地方更容易弯曲,这种畸变在普通廉价的镜头中表现得更加明显。径向畸变主要包括枕形畸变和桶形畸变两种,如图2-80所示。
切向畸变产生的图像如图2-81所示。
3.相机的外部参数相机的外部参数是指相机的安装位置,即相机离地高度以及相机相对于车辆坐标系的旋转角度。离地高度是指从地面到相机焦点的垂直高度;相机相对于车
辆坐标系的旋转角度有俯仰角、偏航角和横滚角。外部参数可以通过棋盘格标定获得,但要注意标准镜头和鱼眼镜头的差别。
