6. Phương pháp nghiên cứu
3.1.2. Xác định vị trí và tính toán lựa chọn camera và máy chiếu
Với thiết bị đo có trục quang của máy chiếu và camera tạo với nhau góc θ (thông thường chọn θ = 15o). Theo hình 3.3 xác định được khoảng cách tâm quang của camera và máy chiếu theo công thức:
d = (a+ h1). tan(θ) (3.3) Khoảng cách từ tâm hệ quang camera tới mặt phẳng đặt vật là:
l1 = d/sin(θ) (3.4)
Hình 3.3 Sơ đồ bố trí camera và máy chiếu
Để ứng dụng các thiết bị chiếu thông dụng vào thiết bị đo sử dụng ánh sáng cấu trúc nhằm giảm giá thành thiết bị mà vẫn đảm bảo được yêu cầu đo người ta thường chỉ quan tâm đến độ phân giải, góc mở và độ tương phản của máy chiếu. Máy chiếu được lựa chọn làm chuẩn, tính toán thiết kế hệ thống camera cần phù hợp với máy chiếu và yêu cầu đo. Lựa chọn camera có độ phân giải cảm biến tốt hơn máy chiếu nhằm đáp ứng xác định được các mã hóa trên mẫu chiếu. Sau đó tính toán lựa chọn hệ quang camera dựa vào kích thước vật đo a và khoảng cách từ camera đến bề mặt đo l1 theo các bước sau:
Bước 1: Xác định ống kính camera.
Vùng quan sát theo yêu cầu bài toán có đường kính tính theo đường chéo hình lập phương cạnh a là hO = a √3. Khi đó tiêu cự ống kính được xác định theo công thức:
𝐹𝐶 = 𝑙1×ℎ𝐶𝐶𝐷
ℎ𝑂+ℎ𝐶𝐶𝐷 (3.5) Các cảm biến hình ảnh được chế tạo tiêu chuẩn có kích thước như bảng 3 phụ lục do đó hCCD được xác định theo chiều cao CCD. Sau khi xác định được tiêu cự FC lựa chọn ống kính cần đảm bảo các yêu cầu sau:
P C θ h1 d l1 a
Kích thước định dạng của ống kính lớn hơn hoặc bằng định dạng cảm biến CCD (có các định dạng như 1/4"; 1/3"; 1/2"...).
Tiêu cự ống kính lựa chọn nhỏ hơn tiêu cự tính toán để đảm bảo chi tiết đo được tạo ảnh nằm trên CCD.
Bước 2: Xác định kích thước vòng nối ống kính và camera.
Thân camera và ống kính được lắp dựa trên mối ghép ren và chia ra làm hai loại là C và CS. Do các camera và ống kính được chế tạo theo tiêu chuẩn cố định nên để đáp ứng được yêu cầu về dải đo cần lựa chọn vòng nối. Dựa vào đặc tính kĩ thuật của một số dạng ống kính trong bảng 4, 5 (phụ lục) để lựa chọn kích thước vòng nối phù hợp và tuân theo một số quy tắc sau:
Ống kính dạng CS không kết hợp được với camera dạng C.
Ống kính dạng C khi kết hợp camera dạng CS sử dụng vòng đệm dày 5mm.
Ống kính dạng CS kết hợp camera dạng CS sử dụng vòng đệm dày 5mm cho trường hợp quan sát gần.
Ống kính dạng C kết hợp camera dạng C khi vật quan sát đặt rất gần và thường là các ống kính góc rộng.