基于Ranger3相機的激光鏡頭選型方法介紹

Ranger3 是SICK一款高速高精度分體式3D相機，廣泛應(yīng)用于軌道交通、電子、輪胎等多個行業(yè)。因為其速度快、精度高、體積小巧、方便安裝而被廣大客戶所喜愛。

而它最大的特點其實是用戶可以依據(jù)需要的視野、景深、精度等進行分體式搭建和封裝，讓它可以依據(jù)實際應(yīng)用場景進行特殊打造。

Ranger3相機是基于激光三角原理進行3D成像的，故需要激光和鏡頭組成一個成像系統(tǒng)后進行使用。而不同的激光、鏡頭以及相對位置調(diào)節(jié)即可組成各種應(yīng)用需求，這也要求用戶對激光、鏡頭選型以及整體搭建有一定了解。

本文也將給大家介紹下基于Ranger3的激光和鏡頭如何選型。

Ranger3

使用搭建步驟  

在用戶使用Ranger3搭建之前必須確認至少如下信息：

?需要的視野寬度；

?相機相對掃描物體的工作距離：景深和Z向精度當然也非常重要，這個與相機和激光的相對位置關(guān)系，激光和鏡頭夾角等密切相關(guān)，很大的景深還需改變芯片和鏡頭的夾角（沙姆角）。

具體的位置關(guān)系調(diào)節(jié)本文不詳細敘述，如需支持，可聯(lián)系SICK技術(shù)工程師。

常規(guī)Ranger3使用步驟如下：

依據(jù)芯片尺寸信息、需要的中間視野、相機工作距離可以大致確定鏡頭的焦距（簡化為下圖所示的相似三角形計算）。

基于此焦距選擇近似的標準鏡頭焦距：焦距越大，視野越小。

注：激光和相機之間的距離a，激光和鏡頭的夾角α，鏡頭和芯片的夾角β，這三個參數(shù)基本上可確定整體的架設(shè)，其中激光可沿其軸線方向適當移動。

實際搭建對應(yīng)效果，如不確定激光具體工作參數(shù)可先采用常規(guī)可調(diào)工作距激光進行搭建，查看對應(yīng)的視野、景深等情況

鏡頭選型

市面上各個廠家都有很多標準鏡頭可供選擇，基于Ranger3的鏡頭選型，絕大部分應(yīng)用場景可以采用市面上的標準鏡頭。

（注：每個廠商的標準鏡頭因為設(shè)計不太一樣，視野等效果會有一些差別，如果平替，可能結(jié)構(gòu)上需要進行一些微調(diào)。）

鏡頭有很多參數(shù)，有些參數(shù)是必須的，有些會影響測量精度，有些會影響對應(yīng)速度。用戶可依據(jù)各自實際需要確認某些參數(shù)是否是必須的。鏡頭主要參數(shù)以及參數(shù)選擇如下：

?特殊鏡頭應(yīng)用場景：非常小視野，特殊材料掃描等可能需要特殊鏡頭，如遠心高倍鏡頭、長焦鏡頭等，在這里不做詳述。

對尺寸、工作距離、景深等要求比較苛刻的，則可能需要依據(jù)實際情況進行鏡頭定制。

激光選型 

市面上有些廠商也依據(jù)客戶的大部分需求提供了一些標準型激光，一般為聚焦位置可調(diào)的。但對應(yīng)的線寬、扇角、功率等參數(shù)無法調(diào)節(jié)。

基于Ranger3搭建出來的架構(gòu)是千差萬別，針對不同的場景，激光需要的參數(shù)基本都不一樣，故大多數(shù)情況下還是建議用戶依據(jù)需要的參數(shù)進行特殊定制。

激光主要參數(shù)以及參數(shù)選擇如下：

?特殊激光應(yīng)用的場景：比如超細激光，類平行激光等，其光學工藝也會不太一樣?？梢罁?jù)實際需求進行定制。一般激光會配合濾光片使用，避免其他光源對測量的干擾。

Ranger3通過選擇合適的鏡頭和激光即可進行所需視野的架構(gòu)搭建，匹配各種不同的應(yīng)用場景。確定架構(gòu)、激光、鏡頭，用戶也可以快速封裝成自己的相機。當然SICK也提供基于Ranger3的大多數(shù)視野場景的3D相機，供用戶自行選擇。