少有人走的路勇哥花了点时间学习了一下工业相机镜头的各类参数与选型原则。
成果就放在下面的程序里了。（程序需要安装netMarketing类库）
程序只是验证了一下部分的计算公式，所以不要拿来做项目的选型，错了勇哥可不负责任哦，仅供学习选型知识时做参考。
我会在实际项目中完善这个程序，让它变得实用起来。
几点说明：
Sensor长度与高度，跟相机芯片尺寸是一个东西，只不过相机芯片尺寸在商家的相机参数页面上见得多，它可以查表方式转为Sensor长度与高度。
这个选型软件还没有考虑景深的需求，在实际选型中这个也是重要的参数，还需要再完善。
靶面尺寸其实就是Sensor的长宽。
工作距离也叫物距。
视野长宽，与叫视场长宽。
定焦镜头那个示焦环（也可以叫聚焦环，勇哥叫法）不是用来调整焦距，而是调整像距的，保证清晰图像落在焦平面上，如果能调焦距的话，镜头就不叫定焦镜头了。
程序源码比较简单，勇哥就不废话了。
有疑问可以留言。
using sharClass;
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.ComponentModel;
using System.Data;
using System.Drawing;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
using System.Windows.Forms;
namespace lens
{
public partial class Form1 : Form
{
psetting pset = new psetting();
public string[] caltypeEnumExplain = new string[]
{
"焦距f ＝ 工作距离WD × 靶面尺寸( H or V) / FOV( H or V)",
"(一式)视场FOV( H or V) ＝ WD × 靶面尺寸( H or V) / 焦距f\r\n(二式)视场FOV( H or V) ＝ 靶面尺寸( H or V) / 光学倍率",
"(一式)视场FOV( H or V) ＝ WD × 靶面尺寸( H or V) / 焦距f\r\n(二式)视场FOV( H or V) ＝ 靶面尺寸( H or V) / 光学倍率",
"工作距离WD = f(焦距）× 靶面尺寸/FOV( H or V)",
"光学倍率 ＝ 靶面尺寸( H or V) / FOV( H or V)",
"求靶面尺寸H",
"求靶面尺寸V",
"求像元尺寸H",
"求像元尺寸V",
"计算求sensor尺寸H",
"计算求sensor尺寸V",
"已知视野_工作距离_相机求镜头",
"已知视野_工作距离求相机",
"已知镜头_工作距离求相机",
"求最小相机精度（多少万像素的相机），需要用户参数：视野长边,视野短边,精度mm,边缘像素数量",
"已知物距_视野长度_相机分辨率_相机像元大小求焦距"
};
public Form1()
{
InitializeComponent();
}
private void Form1_Load(object sender, EventArgs e)
{
pset.Load();
propertyGrid1.SelectedObject = null;
propertyGrid1.SelectedObject = pset;
comboBox1.Items.AddRange(new enumHelper<caltypeEnum>().getEnumItemArray());
}
private void comboBox1_SelectedIndexChanged(object sender, EventArgs e)
{
if(comboBox1.SelectedIndex>=0)
{
richTextBox2.Text = caltypeEnumExplain[comboBox1.SelectedIndex];
}
}
private void button2_Click(object sender, EventArgs e)
{
MessageBox.Show( pset.Save()?"保存成功":"保存失败");
}
private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
try
{
//计算
switch (comboBox1.SelectedIndex)
{
case 0: //求焦距f
richTextBox1.AppendText(string.Format("焦距：{0}\r\n", 求焦距f(pset, true)));
richTextBox1.AppendText(string.Format("焦距：{0}\r\n", 求焦距f(pset, false)));
break;
case 1: //求视场FovH
richTextBox1.AppendText(string.Format("视场FovH：{0}\r\n", 求视场FOV(pset, true)));
break;
case 2: //求视场FovV
richTextBox1.AppendText(string.Format("视场FovV：{0}\r\n", 求视场FOV(pset, false)));
break;
case 3: //求工作距离WD
richTextBox1.AppendText(string.Format("工作距离WD：{0}\r\n", 求工作距离WD(pset)));
break;
case 4: //求光学倍率
richTextBox1.AppendText(string.Format("光学倍率：{0}\r\n", 求光学倍率(pset) ));
break;
case 5: //求靶面尺寸H
richTextBox1.AppendText(string.Format("由相机芯片尺寸查表求靶面尺寸H：{0}\r\n", 查表取靶面尺寸(pset).Item1));
break;
case 6: //求靶面尺寸V
richTextBox1.AppendText(string.Format("由相机芯片尺寸查表求靶面尺寸V：{0}\r\n", 查表取靶面尺寸(pset).Item2));
break;
case 7: //求像元尺寸H
richTextBox1.AppendText(string.Format("像元尺寸H：{0}um\r\n", 求像元尺寸(pset).Item1));
break;
case 8: //求像元尺寸V
richTextBox1.AppendText(string.Format("像元尺寸V：{0}um\r\n", 求像元尺寸(pset).Item2));
break;
case 9: //计算求sensor尺寸H
richTextBox1.AppendText(string.Format("计算求Sensor尺寸H：{0}mm\r\n", 求Sensor长宽尺寸(pset).Item1));
break;
case 10: //计算求sensor尺寸V
richTextBox1.AppendText(string.Format("计算求Sensor尺寸V：{0}mm\r\n", 求Sensor长宽尺寸(pset).Item2));
break;
case 11: //已知视野_工作距离_相机求镜头
break;
case 12:
break;
case 13: //已知镜头_工作距离求相机
richTextBox1.AppendText(string.Format("视野长边短边：{0}mm\r\n工作距离：{1}mm\r\n边缘像素数量：{2}\r\n求出相机分辩率为：{3}万像素",
pset.视野长边 + "," + pset.视野短边,
pset.工作距离,
pset.边缘像素数量,
求相机最小精度(pset).Item3));
break;
case 14: //相机最小精度
richTextBox1.AppendText(string.Format("求相机最小精度：{0}万像素\r\n", 求相机最小精度(pset).Item3));
break;
case 15: //已知物距_视野长度_相机分辨率_相机像元大小求焦距
var sensorH= pset.水平分辨率*pset.像元尺寸H/1000;
var sensorV=pset.垂直分辨率*pset.像元尺寸V/1000;
var scale=sensorH/pset.视野长边;
var 焦距=pset.工作距离*scale;
var 实际光学放大倍率=焦距 / pset.工作距离;
richTextBox1.AppendText(
string.Format("物距：{0}mm\r\n视野长边：{1}mm\r\n相机水平分辨率：{2}\r\n相机水平像元：{3}\r\nSensor长度：{4}\r\n光学放大倍率：{5}\r\n求出镜头的焦距为：{6}mm\r\n实际光学放大倍率为：{7}\r\n视野长度：{8}\r\n视野高度：{9}",
pset.工作距离,
pset.视野长边,
pset.水平分辨率,
pset.像元尺寸H,
sensorH,
scale,
焦距,
实际光学放大倍率,
sensorH / 实际光学放大倍率,
sensorV / 实际光学放大倍率
));
break;
}
}
catch(Exception ex)
{
MessageBox.Show(ex.Message);
}
}
/// <summary>
/// 求像元尺寸
/// </summary>
/// <param name="config"></param>
/// <returns></returns>
public Tuple<double,double> 求像元尺寸(psetting config)
{
if (config.Sensor长度 <= 0 || config.水平分辨率 <= 0 || config.Senso高度 <= 0 || config.垂直分辨率 <= 0)
throw new ArgumentException("函数求要提供硬件参数：[Sensor长度,Senso高度,水平分辨率,垂直分辨率]，请检查这些参数是否有误！");
Tuple<double, double> res = new Tuple<double, double>(0, 0);
res = new Tuple<double, double>((config.Sensor长度 / config.水平分辨率)*1000,
(config.Senso高度 / config.垂直分辨率)*1000);
return res;
}
/// <summary>
/// 求Sensor长宽尺寸
/// </summary>
/// <param name="config"></param>
/// <returns>Sensor长、宽</returns>
public Tuple<double, double> 求Sensor长宽尺寸(psetting config)
{
if (config.水平分辨率 <= 0 || config.垂直分辨率 <= 0 || config.像元尺寸H <= 0 || config.像元尺寸V <= 0)
throw new ArgumentException("函数求要提供硬件参数：[水平分辨率,垂直分辨率,像元尺寸H,像元尺寸V]，请检查这些参数是否有误！");
Tuple<double, double> res = new Tuple<double, double>(0, 0);
res = new Tuple<double, double>(config.水平分辨率* config.像元尺寸H/1000.0,
config.垂直分辨率 * config.像元尺寸V/1000.0);
return res;
}
/// <summary>
/// 求相机最小精度
/// </summary>
/// <param name="config"></param>
/// <returns>水平方向H最小精度，垂直方向V最小精度，最小精度为多少万像素</returns>
public Tuple<double,double,double> 求相机最小精度(psetting config)
{
if (config.视野长边 <= 0 || config.视野短边 <= 0 || config.精度mm <= 0 || config.边缘像素数量<=0)
throw new ArgumentException("本函数用户需要提供参数：[视野长边，视野短边，精度mm，边缘像素数量]，请检查这些参数是否有问题！");
Tuple<double, double,double> res = new Tuple<double, double,double>(0, 0,0);
res = new Tuple<double, double, double>(config.视野长边 / config.精度mm, config.视野短边 / config.精度mm,
((config.视野长边 / config.精度mm) * (config.视野短边 / config.精度mm)*config.边缘像素数量) / 10000.0);
return res;
}
/// <summary>
/// 查表取靶面尺寸,这个值由相机芯片尺寸查表取得，非计算取得
/// </summary>
/// <param name="config"></param>
/// <returns>返回靶面H，靶面V</returns>
public Tuple<double, double> 查表取靶面尺寸(psetting config)
{
Tuple<double, double> res=new Tuple<double,double>(0,0);
if(config.相机芯片尺寸== SensorSizeEnum.一英寸)
{
res = new Tuple<double, double>(12, 12);
}
else if (config.相机芯片尺寸 == SensorSizeEnum.一点八分之一英寸)
{
res = new Tuple<double, double>(7.2, 5.4);
}
else if (config.相机芯片尺寸 == SensorSizeEnum.四分之一英寸)
{
res = new Tuple<double, double>(3.2, 2.4);
}
else if (config.相机芯片尺寸 == SensorSizeEnum.三分之一英寸)
{
res = new Tuple<double, double>(4.8, 3.6);
}
else if (config.相机芯片尺寸 == SensorSizeEnum.三分之二英寸)
{
res = new Tuple<double, double>(8.8, 6.6);
}
else if (config.相机芯片尺寸 == SensorSizeEnum.二点五分之一英寸)
{
res = new Tuple<double, double>(5.7, 4.3);
}
return res;
}
/// <summary>
/// 求焦距f
/// </summary>
/// <param name="config"></param>
/// <param name="isH">默认使用靶面尺寸H参加计算</param>
/// <returns></returns>
public double 求焦距f(psetting config, bool isH = true)
{
if (config.工作距离 <= 0 || config.视野长边 <= 0 || config.视野短边 <= 0)
throw new ArgumentException("本函数需要用户提供参数：[工作距离，视野长边，视野长边，视野短边]，请检查这些参数是否有误！");
double res = 0;
if (isH)
res = config.工作距离 * (查表取靶面尺寸(config).Item1 / config.视野长边); // 求视场FOV(config));
else
res = config.工作距离 * (查表取靶面尺寸(config).Item2 / config.视野短边); // 求视场FOV(config, false));
return res;
}
/// <summary>
///
/// </summary>
/// <param name="config"></param>
/// <param name="求FOVH">真则求fovH,否则求fovV</param>
/// <param name="公式1">真则使用公式1，否则使用公式2</param>
/// <returns></returns>
public double 求视场FOV(psetting config,bool 求FOVH=true, bool 公式1=true)
{
double res = 0;
if (求FOVH)
{
if(公式1)
{
res = config.工作距离 * 查表取靶面尺寸(config).Item1 / config.焦距mm;
}
else
{
res = 查表取靶面尺寸(config).Item1 / 求光学倍率(config);
}
}
else
{
if(公式1)
{
res = config.工作距离 * 查表取靶面尺寸(config).Item2 / config.焦距mm;
}
else
{
res = 查表取靶面尺寸(config).Item2 / 求光学倍率(config); ;
}
}
return res;
}
/// <summary>
/// 求光学倍率
/// </summary>
/// <param name="config"></param>
/// <param name="isH">默认使用靶面尺寸H参加计算</param>
/// <returns></returns>
public double 求光学倍率(psetting config,bool isH = true)
{
double res=0;
if (isH)
res = 查表取靶面尺寸(config).Item1 / config.视野长边;
else
res = 查表取靶面尺寸(config).Item2 / config.视野短边;
return res;
}
/// <summary>
/// 求工作距离WD
/// </summary>
/// <param name="config"></param>
/// <param name="isH">默认使用靶面尺寸H参加计算</param>
/// <returns></returns>
public double 求工作距离WD(psetting config, bool isH = true)
{
double res = 0;
if (isH)
res = 求焦距f(config) * (查表取靶面尺寸(config).Item1 / config.视野长边);
else
res = 求焦距f(config) * (查表取靶面尺寸(config).Item2 / config.视野短边);
return res;
}
}
public enum caltypeEnum
{
求焦距f,
求视场FovH,
求视场FovV,
求工作距离WD,
求光学倍率,
求靶面尺寸H,
求靶面尺寸V,
求像元尺寸H,
求像元尺寸V,
计算求sensor尺寸H,
计算求sensor尺寸V,
已知视野_工作距离_相机求镜头,
已知视野_工作距离求相机,
已知镜头_工作距离求相机,
相机最小精度,
已知物距_视野长度_相机分辨率_相机像元大小求焦距
}
public enum SensorSizeEnum
{
四分之一英寸,
三分之一英寸,
二点五分之一英寸,
一点八分之一英寸,
三分之二英寸,
一英寸
}
public class psetting:Settings
{
[Config, Description("Sensor长度"), Category("相机硬件参数"), DefaultValue("")]
public double Sensor长度 { get; set; }
[Config, Description("Sensor高度"), Category("相机硬件参数"), DefaultValue("")]
public double Senso高度 { get; set; }
[Config, Description("相机芯片尺寸"), Category("相机硬件参数"), DefaultValue("")]
public SensorSizeEnum 相机芯片尺寸 { get; set; }
[Config, Description("像元尺寸H"), Category("相机硬件参数"), DefaultValue("")]
public double 像元尺寸H { get; set; }
[Config, Description("像元尺寸V"), Category("相机硬件参数"), DefaultValue("")]
public double 像元尺寸V { get; set; }
[Config, Description("水平分辨率"), Category("相机硬件参数"), DefaultValue("")]
public int 水平分辨率 { get; set; }
[Config, Description("垂直分辨率"), Category("相机硬件参数"), DefaultValue("")]
public int 垂直分辨率 { get; set; }
[Config, Description("焦距mm"), Category("镜头硬件参数"), DefaultValue("")]
public double 焦距mm { get; set; }
[Config, Description("最大光圈"), Category("镜头硬件参数"), DefaultValue("")]
public double 最大光圈 { get; set; }
[Config, Description("最小光圈"), Category("镜头硬件参数"), DefaultValue("")]
public double 最小光圈 { get; set; }
[Config, Description("像面尺寸(inch)"), Category("镜头硬件参数"), DefaultValue("")]
public SensorSizeEnum 像面尺寸 { get; set; }
[Config, Description("分辨率M"), Category("镜头硬件参数"), DefaultValue("")]
public string 分辨率M { get; set; }
[Config, Description("视野长边"), Category("用户需求参数"), DefaultValue("")]
public double 视野长边 { get; set; }
[Config, Description("视野短边"), Category("用户需求参数"), DefaultValue("")]
public double 视野短边 { get; set; }
[Config, Description("工作距离"), Category("用户需求参数"), DefaultValue("")]
public double 工作距离 { get; set; }
[Config, Description("精度mm"), Category("用户需求参数"), DefaultValue("")]
public double 精度mm { get; set; }
[Config, Description("边缘像素数量"), Category("用户需求参数"), DefaultValue("")]
public double 边缘像素数量 { get; set; }
}
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《如何测试成像畸变？ 》
《勇哥的视觉实验：工业相机镜头焦距、工作距离、视野等选型的计算 》
《远心镜头的十大参数介绍 》
《远心镜头的原理及选型 》
《视觉硬件：镜头的选型知识 》
《工业相机、镜头的选型 》
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作者：hackpig
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