Damit Roboter scharf sehen
Auswahlhilfe M12-Objektive für Robot-Vision-Applikationen
In den Embedded Vision Systemen der Robotik spielen kleine M12-Objektive eine wichtige Rolle. Fünf Aspekte helfen bei der Wahl des richtigen Objektivs.
Bild 1 | Das Bild weist eine Verzerrung auf. (Bild: Framos GmbH)
Im Gegensatz zu C-Mounts oder F-Mounts gibt es für die Auswahl des passenden M12-Objektivs keine klassischen Faustregeln, da das Angebot an Sensoren und Objektive wesentlich umfangreicher ist. In den meisten Fällen handelt es sich bei M12-Objektive um Weitwinkel-Modelle, die damit ein ähnliches Sichtfeld (FOV) im Vergleich zu F-Mounts oder C-Mounts erreichen, z.B. bei kurzen Arbeitsabständen und/oder breiten FOVs. In sehr kleinen Robotiksystemen ist ein breiterer Blickwinkel notwendig, um mit dem Visionsystem dasselbe Sichtfeld wie mit einem C-Mount-Objektiv zu erreichen. Grundsätzlich gibt es nur eine geringe Auswahl an M12-Teleobjektiven. Zwar steht quasi für jeden Sensor auf dem Markt M12-Objektive zur Verfügung, sogar was die Breite des möglichen Sichtfelds betrifft, doch meist gibt es für einzelne Sensorgrößen keine eigenen Produktreihen wie etwa für C-Mount-Objektive. Robot Vision Anwender orientieren sich daher bei der Wahl des optimalen M12-Objektivs am besten an den folgenden fünf Aspekten:
- Sensorgröße: Wie bei jedem anderen Objektiv auch, muss als erstes die Sensorgröße betrachtet werden. Der Bildkreis des Objektivs muss die gesamte Sensorgröße abdecken, um die bestmögliche Bildqualität ohne Verschattungen oder Vignettierung zu liefern. Ist der Sensor kleiner als der Bildkreis des Objektivs, sieht das Sichtfeld ‚ausgeschnitten‘ aus. Je kleiner die Sensorgröße, desto größer das Angebot an M12-Objektiven, insbesondere für Fisheye-Objektive mit einem FOV bis 180° oder 200°. Die Obergrenze für die Größe von Sensoren liegt ohne Modifizierung normalerweise bei 2/3“.
- Sichtfeld: Sehr oft werden FOV und der gemessene Arbeitsabstand herangezogen, um die erforderliche Brennweite zu berechnen. Die meisten Berechnungen berücksichtigen eine stereographische Abbildung, während insbesondere Weitwinkel-Objektive oft eine andere Abbildungsart verwenden. Bei M12-Objektiven kann das Sichtfelds vielfältige Verzerrung aufweisen. Um unabhängig vom Objektivdesign zu bleiben, muss das Sichtfeld bei einem Weitwinkel- oder Fisheye-Objektiv in Grad und nicht in der gemessenen Brennweite angegeben werden.
- Arbeitsabstand: M12-Objektive sind meist für einen spezifischen Arbeitsabstand optimiert. Objektive für Sicherheits-Anwendungen sind für eine Reichweite von mehr als 0,5m optimiert und können auch für Aufgaben in der Robotik eingesetzt werden. Bei diesen Objektiven kann es zu einer Wölbung im Bild kommen, wenn sie für kürzere Reichweiten eingesetzt werden. Objektive für Nahaufnahmen (z.B. Scannen) sind dagegen für kleine Arbeitsabstände entwickelt.
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