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鏡頭焦距的計(jì)算
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一、公式計(jì)算法:
  視場(chǎng)和焦距的計(jì)算 視場(chǎng)系指被攝取物體的大小,視場(chǎng)的大小是以鏡頭至被攝取物體距離,鏡頭焦頭及所要求的成像大小確定的。
  1、鏡頭的焦距,視場(chǎng)大小及鏡頭到被攝取物體的距離的計(jì)算如下:
          f=wL/W 
          f=hL/h
      f:鏡頭焦距 w:圖象的寬度(被攝物體在ccd靶面上成象寬度)
      W:被攝物體寬度
      L:被攝物體至鏡頭的距離
      h:圖象高度(被攝物體在ccd靶面上成像高度)視場(chǎng)(攝取場(chǎng)景)高度
      H:被攝物體的高度
      ccd靶面規(guī)格尺寸:  單位mm
        規(guī)格     W     H
             1/3"     4.8    3.6
             1/2"     6.4    4.8
             2/3"     8.8    6.6
             1"     12.7    9.6
  由于攝像機(jī)畫面寬度和高度與電視接收機(jī)畫面寬度和高度一樣,其比例均為4:3,當(dāng)L不變,H或W增大時(shí),f變小,當(dāng)H或W不變,L增大時(shí),f增大。
  2、視場(chǎng)角的計(jì)算
  如果知道了水平或垂直視場(chǎng)角便可按公式計(jì)算出現(xiàn)場(chǎng)寬度和高度。 水平視場(chǎng)角β(水平觀看的角度) β=2tg-1= 垂直視場(chǎng)角q(垂直觀看的角度) q=2tg-1= 式中w、H、f同上 水平視場(chǎng)角與垂直視場(chǎng)角的關(guān)系如下: q=或=q 表2中列出了不同尺寸攝像層和不同焦距f時(shí)的水平視場(chǎng)角b的值,如果知道了水平或垂直場(chǎng)角便可按下式計(jì)算出視場(chǎng)角便可按下式計(jì)算出視場(chǎng)高度H和視場(chǎng)寬度W. H=2Ltg、W=2Ltg 例如;攝像機(jī)的攝像管為17mm(2/3in),鏡頭焦距f為12mm,從表2中查得水平視場(chǎng)角為40℃而鏡頭與被攝取物體的距離為2m,試求視場(chǎng)的寬度w。 W=2Ltg=2×2tg=1.46m 則H=W=×1.46=1.059m 焦距f越和長(zhǎng),視場(chǎng)角越小,監(jiān)視的目標(biāo)也就小。
二、圖解法
  如前所示,攝像機(jī)鏡頭的視場(chǎng)由寬(W)。高(H)和與攝像機(jī)的距離(L)決定,一旦決定了攝像機(jī)要監(jiān)視的景物,正確地選擇鏡頭的焦距就由來(lái)3個(gè)因素決定; *.欲監(jiān)視景物的尺寸 *.攝像機(jī)與景物的距離 *.攝像機(jī)成像器的尺士:1/3"、1/2"、2/3"或1"。圖解選擇鏡頭步驟: 所需的視場(chǎng)與鏡頭的焦距有一個(gè)簡(jiǎn)單的關(guān)系。利用這個(gè)關(guān)系可選擇適當(dāng)?shù)溺R頭。 估計(jì)或?qū)崪y(cè)視場(chǎng)的最大寬度;估計(jì)或?qū)崪y(cè)量攝像機(jī)與被攝景物間的距離;使用1/3”鏡頭時(shí)使用圖2,使用1/2鏡頭時(shí)使用圖3,使用2/3”鏡頭時(shí)使用圖4,使用1鏡頭時(shí)使用圖5。具體方法:在以W和L為座標(biāo)軸的圖示2-5中,查出應(yīng)選用的鏡頭焦距。為確保景物完全包含在視場(chǎng)之中,應(yīng)選用座標(biāo)交點(diǎn)上,面那條線指示的數(shù)值。例如:視場(chǎng)寬50m,距離40m,使用1/3"格式的鏡頭,在座標(biāo)圖中的交點(diǎn)比代表4mm鏡頭的線偏上一點(diǎn)。這表明如果使用4mm鏡頭就不能覆蓋50m的視場(chǎng)。而用2.8mm的鏡頭則可以完全覆蓋視場(chǎng)。
                    f=vD/V
                                      f=hD/H
  其中,f代表焦距,v代表CCD靶面垂直高度,V代表被觀測(cè)物體高度,h代表CCD靶面水平寬度,H代表被觀測(cè)物體寬度。
  舉例:假設(shè)用1/2”CCD攝像頭觀測(cè),被測(cè)物體寬440毫米,高330毫米,鏡頭焦點(diǎn)距物體2500毫米。由公式可以算出:
    焦距f=6.4X2500/440≈36毫米 或
    焦距f=4.8X2500/330≈36毫米
  當(dāng)焦距數(shù)值算出后,如果沒有對(duì)應(yīng)焦距的鏡頭是很正常的,這時(shí)可以根據(jù)產(chǎn)品目錄選擇相近的型號(hào),一般選擇比計(jì)算值小的,這樣視角還會(huì)大一些。
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