西克|基于Ranger3相机的激光镜头选型方法介绍

　　Ranger3 是SICK一款高速高精度分体式3D相机，广泛应用于轨道交通、电子、轮胎等多个行业。因为其速度快、精度高、体积小巧、方便安装而被广大客户所喜爱。

　　而它最大的特点其实是用户可以依据需要的视野、景深、精度等进行分体式搭建和封装，让它可以依据实际应用场景进行特殊打造。

　　Ranger3相机是基于激光三角原理进行3D成像的，故需要激光和镜头组成一个成像系统后进行使用。而不同的激光、镜头以及相对位置调节即可组成各种应用需求，这也要求用户对激光、镜头选型以及整体搭建有一定了解。

　

　　本文也将给大家介绍下基于Ranger3的激光和镜头如何选型。

　　Ranger3

　　使用搭建步骤

　　在用户使用Ranger3搭建之前必须确认至少如下信息：

　　►需要的视野宽度；

　　►相机相对扫描物体的工作距离：景深和Z向精度当然也非常重要，这个与相机和激光的相对位置关系，激光和镜头夹角等密切相关，很大的景深还需改变芯片和镜头的夹角（沙姆角）。

　　具体的位置关系调节本文不详细叙述，如需支持，可联系SICK技术工程师。

　　常规Ranger3使用步骤如下：

　　

　　依据芯片尺寸信息、需要的中间视野、相机工作距离可以大致确定镜头的焦距（简化为下图所示的相似三角形计算）。

　　基于此焦距选择近似的标准镜头焦距：焦距越大，视野越小。

　　

　　注：激光和相机之间的距离a，激光和镜头的夹角α，镜头和芯片的夹角β，这三个参数基本上可确定整体的架设，其中激光可沿其轴线方向适当移动。

　　

　　实际搭建对应效果，如不确定激光具体工作参数可先采用常规可调工作距激光进行搭建，查看对应的视野、景深等情况

　　镜头选型

　　市面上各个厂家都有很多标准镜头可供选择，基于Ranger3的镜头选型，绝大部分应用场景可以采用市面上的标准镜头。

　　（注：每个厂商的标准镜头因为设计不太一样，视野等效果会有一些差别，如果平替，可能结构上需要进行一些微调。）

　　镜头有很多参数，有些参数是必须的，有些会影响测量精度，有些会影响对应速度。用户可依据各自实际需要确认某些参数是否是必须的。镜头主要参数以及参数选择如下：

　　

　　►特殊镜头应用场景：非常小视野，特殊材料扫描等可能需要特殊镜头，如远心高倍镜头、长焦镜头等，在这里不做详述。

　　对尺寸、工作距离、景深等要求比较苛刻的，则可能需要依据实际情况进行镜头定制。

　　激光选型

　　市面上有些厂商也依据客户的大部分需求提供了一些标准型激光，一般为聚焦位置可调的。但对应的线宽、扇角、功率等参数无法调节。

　　基于Ranger3搭建出来的架构是千差万别，针对不同的场景，激光需要的参数基本都不一样，故大多数情况下还是建议用户依据需要的参数进行特殊定制。

　　激光主要参数以及参数选择如下：

　　

　　►特殊激光应用的场景：比如超细激光，类平行激光等，其光学工艺也会不太一样。可依据实际需求进行定制。一般激光会配合滤光片使用，避免其他光源对测量的干扰。

　　Ranger3通过选择合适的镜头和激光即可进行所需视野的架构搭建，匹配各种不同的应用场景。确定架构、激光、镜头，用户也可以快速封装成自己的相机。当然SICK也提供基于Ranger3的大多数视野场景的3D相机，供用户自行选择。