Sistemele de viziune încorporate se bazează în mare măsură pe capacitățile lorlentilele. Proprietățile optice ale obiectivului, cum ar fi distanța focală, deschiderea și câmpul vizual, dictează claritatea, adâncimea și lățimea imaginii capturate. Acești parametri și dimensiunea și rezoluția senzorului influențează direct capacitatea sistemului de a analiza și interpreta datele vizuale. Prin urmare, tipul de lentilă, indiferent dacă este focalizată automată sau cu focalizare fixă, are un impact asupra performanței generale, în special în scenariile de procesare în timp real.
Ce este o lentilă cu focalizare fixă?
Un obiectiv cu focalizare fixa vine cu o distanta focala determinata si neschimbabila. Odată stabilită, această focalizare rămâne constantă și nu se ajustează în funcție de schimbările din scenă sau de distanța obiectului țintă. Astfel de lentile sunt calibrate în timpul fazei de proiectare sau de fabricație pentru o anumită aplicație sau distanță, asigurând claritate optimă pentru acea zonă desemnată.
Lentilele cu focalizare fixă sunt avantajoase în scenariile care necesită rezultate de imagistică consistente și previzibile. De exemplu, lentilele cu focalizare fixă oferă stabilitate și repetabilitate în aplicațiile industriale în care obiectele sunt întotdeauna prezentate la o distanță constantă de cameră, cum ar fi verificările de control al calității pe o linie de asamblare.
Ce este un obiectiv cu focalizare automată?
Un obiectiv cu focalizare automată (AF) își poate regla automat focalizarea în funcție de scenă. Spre deosebire de lentilele cu focalizare manuală, care necesită un set de focalizare predefinit în timpul proiectării sau configurării inițiale, lentilele cu focalizare automată se ajustează dinamic pentru a se asigura că subiectul vizat sau regiunea de interes rămâne clară. Se realizează prin senzori și algoritmi care detectează punctul optim de focalizare, permițând obiectivului să-și modifice focalizarea în timp real.
Lentilele cu focalizare automată oferă un nivel ridicat de adaptabilitate și acuratețe în sistemele de viziune încorporate, de la automatizarea industrială până la dispozitivele medicale. Ele se pot ajusta continuu pentru a oferi imagini clare, indiferent dacă un robot de asamblare inspectează obiecte de diferite dimensiuni și distanțe sau un endoscop medical manevrează corpul uman.
Criterii de selecție pentru obiectivul cu focalizare automată față de obiectivul cu focalizare fixă
Proximitate
Distanța dintre cameră și țintă joacă un rol crucial în selectarea unui obiectiv, influențând claritatea și precizia imaginilor capturate. Lentilele cu focalizare automată sunt de preferat pentru distanțe fluctuante, în special de la o gamă apropiată de 10 cm la o gamă nesfârșită, permițând ajustări dinamice. Cu toate acestea, un obiectiv cu focalizare fixă este mai potrivit pentru o distanță stabilită, asigurând imagini consistente fără nicio ajustare.
Exemplu: Pentru dronele care monitorizează sănătatea culturilor de la diferite altitudini, focalizarea automată este crucială pentru a se adapta la diferite înălțimi, asigurând imagini clare pe diverse topografii. Pe de altă parte, un tractor cu o configurație de cameră cu lentile fixe care monitorizează plantarea semințelor ar putea prefera o focalizare fixă pentru consecvență, oferind imagini uniforme ale procesului de însămânțare fără nicio variație.
Adâncimea câmpului
Adâncimea câmpului (DoF) se referă la intervalul de la cel mai apropiat până la cel mai îndepărtat punct în focalizare clară. Camerele cu obiective cu focalizare automată oferă adâncimi de câmp mai largi decât omologii lor cu focalizare fixă. Dar uneori, în funcție de cazul de utilizare, poate fi necesar un obiectiv cu focalizare fixă, deoarece unele aplicații nu au nevoie de adâncimi de câmp mai largi.
Exemplu: Pentru imagistica cu ultrasunete, o adâncime mai mare de câmp poate surprinde o vedere mai cuprinzătoare a unui organ sau țesut, care ar putea beneficia de lentilele cu focalizare automată, oferind clinicienilor o imagine de ansamblu mai clară. În schimb, o lunetă dermatoscopică, utilizată pentru examinări detaliate ale pielii, ar putea folosi o lentilă cu focalizare fixă pentru a oferi imagini consistente, de înaltă rezoluție, a suprafeței pielii de fiecare dată.
Tipul condițiilor de iluminare
Tipul de stare de iluminare, după cum probabil știți deja, influențează direct claritatea fotografiilor. Lentilele cu focalizare automată funcționează mai bine în condiții de iluminare scăzută, cu unele reglaje fine pentru a oferi claritate. Cu toate acestea, în condiții de lumină puternică, un obiectiv cu focalizare fixă poate oferi imagini clare în intervalul său prestabilit.
Exemplu: În zonele de parcare exterioare, iluminatul se poate schimba dramatic de la soarele din timpul zilei la iluminatul artificial pe timp de noapte sau chiar zonele umbrite din cauza clădirilor și copacilor. Lentilele cu focalizare automată se pot adapta acestor schimbări de iluminare, asigurând citirea clară a plăcuței de înmatriculare. Cu toate acestea, garajele acoperite cu iluminare LED uniformă pot folosi un obiectiv de cameră cu focalizare fixă pentru o calitate stabilă a imaginii.
Rata de captare
Lentilele cu focalizare fixă funcționează de obicei mai rapid decât omologii lor cu focalizare automată, deoarece nu au nevoie de ajustări de focalizare. Designul lor acordă prioritate vitezei față de adaptabilitate, făcându-le eficienți pentru anumite sarcini. În consecință, dacă o aplicație necesită captarea rapidă a imaginii fără întreruperi, un obiectiv cu focalizare fixă este alegerea recomandată. Acesta asigură imagini consistente și rapide, fără potențialul decalaj al ajustărilor lentilelor cu focalizare automată.
Exemplu:În mediile interioare cu trafic intens, cum ar fi magazinele în timpul vânzărilor sau sărbătorilor, chioșcurile echipate cu lentile de focalizare automată monitorizează mișcările și tranzacțiile clienților. Acestea se adaptează rapid la distanțe și condiții de iluminare variate, asigurând un serviciu superior pentru clienți. În schimb, chioșcurile în aer liber se confruntă cu provocări precum schimbarea condițiilor meteorologice și nivelurile variate de lumină. Aici, lentilele camerei cu focalizare fixă cu rate de captare mai rapide captează detaliile documentelor sau informațiile despre tranzacții. Acest lucru este important pentru menținerea performanței consistente în condiții mai puțin controlate decât în interior.
Adaptabilitate
Versatilitatea obiectivului camerei este, de asemenea, un factor decisiv. Lentilele cu focalizare automată funcționează mai bine în scenarii cu lumină scăzută, cu anumite personalizări. Cu toate acestea, obiectivele camerei cu focalizare fixă pot oferi imagini clare în intervalul lor prestabilit în condiții de lumină puternică, unde lumina este stabilă și abundentă.
Exemplu: Pentru aparatele RMN care ar putea avea nevoie să captureze imagini ale diferitelor părți ale corpului la distanțe diferite, focalizarea automată oferă adaptabilitate, asigurând imagini clare, indiferent de adâncimea zonei țintă. În schimb, un scaner de densitate osoasă, care necesită uniformitate și parametri de imagine consecvenți, ar folosi lentile cu focalizare fixă pentru a-și menține precizia.