机器人视觉与传感器技术——镜头
机器人技术基础课件第六章 机器人传感器
物理量
电量
目前，传感器转换后的信号大多为电信号。 因而从狭义上讲，传感器是把外界输入的非电信 号转换成电信号的装置。
6.1 机器人传感器概述
6.1.1 传感器的基本概念
2、传感器的组成
传感器一般由敏感元件、转换部分组成
基
被 测 量
敏 感 元 件
转 换 元 件
本 转 换 电
电 信 号
路
6.1 机器人传感器概述
6.2 内传感器
增量式编码器
6.2.1 位移（位置）传感器
（1）信号性质
输出信号为一串脉冲，每一个脉
冲对应一个分辨角，对脉冲进行计 数N，就是对 的累加，即，角位移 ＝N。
如： ＝0.352，脉冲N＝1000，
则：
＝ 0.352×1000＝ 352
增量式编码器的信号性质
6.2 内传感器
增量式编码器
6.2 内传感器
6.2.1 位移（位置）传感器
2、光电编码器
光电编码器是角度（角速度）检测装置，通过光 电转换，将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲 数字量的传感器。具有体积小，精度高，工作可靠 等优点，应用广泛。
编码器
6.2 内传感器
6.2.1 位移（位置）传感器
2、光电编码器
轴式
套式
电信号
二进制编码
• 满足机器人控制的要求 • 满足机器人自身安全和机器人使用者的安全性要求
6.1 机器人传感器概述
6.1.4 机器人传感器的分类
1)按被测物理量分类 常见的被测物理量
机械量:长度,厚度,位移,速度,加速度, 旋转角,转数,质量,重量,力,力矩;
热工量:温度、热量、比热容、热流、 热 分布、压力（压强）、压差、真空度、流 量、流速、物位、 液位、界面、噪声
机器人视觉与力觉传感器融合控制技术研究
机器人视觉与力觉传感器融合控制技术研究机器人视觉与力觉传感器融合控制技术研究摘要：机器人视觉和力觉传感器是机器人技术中的两个重要组成部分，它们分别用于感知环境的视觉信息和物体的力学信息。
传统的机器人控制方法仅依赖于视觉传感器或力觉传感器独立地控制机器人的运动，但无法充分利用两种传感器的信息，导致机器人的控制精度和鲁棒性较低。
本文综述了机器人视觉与力觉传感器融合控制技术的研究现状，并深入探讨了常用的融合算法和控制策略。
通过综合利用视觉和力觉传感器的信息，机器人可以更精准地感知环境，并实现更灵活、精准的运动控制。
本文还介绍了机器人视觉与力觉传感器融合控制技术在物体操纵、装配和碰撞检测等方面的应用，并展望了未来的研究方向。
关键词：机器人视觉；力觉传感器；融合控制技术；运动控制；应用Abstract:Robot vision and force sensing are two important componentsof robot technology, which are used to perceive visual information from the environment and mechanical information about objects. Traditional robot control methods rely solelyon visual sensors or force sensors to control the robot's motion independently, but they cannot fully utilize the information from both sensors, resulting in low control accuracy and robustness of the robot. This paper reviews the current research status of robot visual and force sensorfusion control technology and explores in depth the commonly used fusion algorithms and control strategies. By integrating the information from vision and force sensors, robots can perceive the environment more accurately and achieve moreflexible and precise motion control. This paper also introduces the applications of robot visual and force sensor fusion control technology in object manipulation, assembly, and collision detection, and discusses the future research directions.Keywords: robot vision; force sensor; fusion control technology; motion control; applications1. 引言随着机器人技术的快速发展，机器人已广泛应用于工业制造、服务机器人和医疗等领域。
机器人视觉工作原理
机器人视觉工作原理机器人，作为一种能够模拟、甚至超越人类智能的设备，逐渐在各个领域得到广泛应用。
而其中的一个重要组成部分就是机器人视觉系统。
机器人视觉系统通过摄像头和相关算法，使得机器人能够感知环境、识别物体，并做出相应的决策。
本文将介绍机器人视觉的工作原理，深入探讨其技术细节和应用场景。
一、机器人视觉系统的组成机器人视觉系统一般由以下几部分组成：1. 摄像头：摄像头是机器人视觉系统的输入设备，负责采集环境的图像或视频。
摄像头的选择应根据实际需求，考虑分辨率、帧率、光照条件等因素。
2. 图像处理单元：图像处理单元是机器人视觉系统的核心部分，负责对摄像头采集到的图像进行处理和分析。
常见的图像处理算法包括边缘检测、特征提取、目标检测等。
3. 决策单元：决策单元根据图像处理单元的输出结果，做出相应的决策。
例如，在目标检测任务中，决策单元可以判断是否有目标物体，并计算相应的位置和距离。
4. 执行单元：执行单元负责根据决策单元的指令，控制机器人执行相应的动作。
例如，在机器人导航任务中，执行单元可以控制机器人的轮子转动，实现移动。
二、机器人视觉技术的应用机器人视觉技术在各个领域都有广泛的应用。
下面将介绍几个典型的应用场景：1. 工业自动化：在工业生产中，机器人视觉系统可以实现对产品的质量检测、零件组装等任务。
通过识别与判断，机器人能够在高速生产线上准确无误地完成工作，提高生产效率和品质。
2. 智能安防：机器人视觉系统在智能安防领域也有重要的应用。
例如，通过图像处理和目标识别算法，机器人可以实时监测监控摄像头的画面，及时发现异常情况，如入侵者、火灾等，并及时发出报警信号。
3. 医疗辅助：机器人视觉系统在医疗领域可发挥重要作用。
例如，在手术中，机器人可以通过摄像头实时获取手术区域的图像，辅助医生做出准确的决策和操作。
4. 无人驾驶：无人驾驶汽车需要通过视觉系统感知周围环境，实现准确的导航和避障。
机器人视觉系统可以通过图像处理和目标检测算法，识别道路、交通标志、其他车辆和行人等，确保驾驶的安全性。
光学传感器在机器人视觉感知中的应用
光学传感器在机器人视觉感知中的应用在现代工业领域中，机器人的应用已经逐渐普及，如何提高机器人的视觉感知能力，成为了科研人员所关注的一个热点问题。
光学传感器，作为高精度、高灵敏的测量设备，已经被广泛应用于机器人视觉感知中，为机器人的精准定位、识别、检测等方面提供了非常重要的支持。
本文将介绍光学传感器在机器人视觉感知中的应用，包括距离测量、图像处理与识别、辨识目标形态和运动方向等方面。
一、距离测量光学传感器利用光线的反射、折射、扩散等原理，通过测量光线传输的时间、角度、强度等参数，来获得待测物体的位置、形态等信息。
其中，时间测量类传感器利用光线的速度与时间的关系来测量距离，适用于中、近距离的测量。
常见的时间测量类传感器有光电二极管（LED）激光距离计和飞行时间(TOF)传感器。
TOF 传感器是通过向待测物体发射一束脉冲激光，接收反射回来的光线所需时间，来计算出待测物体与传感器之间的距离。
相较于LED激光距离计等其他传感器，TOF 传感器具有更高的精度、更快的响应速度和更长的测量距离。
二、图像处理与识别传感器测量得到的光信号是离散的数字数据，经过合理的处理可以获得图像、颜色、形态等信息。
图像处理是将数字信号转化为图像，可以彩色、黑白或灰度阶梯图像等形式。
在机器人中的应用，图像处理可以用来识别物体、测量物体大小、位置和形态等。
传感器一般都带有A/D转换器，将信号转化为数字信号。
在图像处理中，可以通过高级算法实现目标的识别、运动跟踪、边缘检测等功能。
例如，运用卷积神经网络（CNN）实现物体的分类和识别，利用边缘检测算法辅助机器人进行目标拾取和操控等。
三、辨识目标形态和运动方向辨识目标形态和运动方向是机器人视觉中的重要问题。
传感器可以在获取物体信息的同时，获取到物体的形态和运动的方向。
例如，在自主导航中，机器人需要知道目标的位置和移动方向，才能对其进行跟踪和避障；在抓取物体时，也需要知道物体的形态和位置，才能经过计算判断出最优的抓取方式。
AI机器人的智能硬件与传感器技术
AI机器人的智能硬件与传感器技术人工智能（AI）的快速发展给机器人技术带来了革命性的突破。
在这个领域，智能硬件与传感器技术发挥了至关重要的作用。
本文将重点探讨AI机器人在智能硬件和传感器技术方面的应用。
一、智能硬件技术1. 多模态感知系统AI机器人通过使用多种传感器来感知环境和收集信息，从而模拟人类的感知能力。
这些传感器包括摄像头、激光雷达、声纳传感器、温度传感器等。
通过多模态感知系统，AI机器人能够对环境进行高精度的感知和理解。
2. 多关节机械结构AI机器人的动作能力是通过多关节机械结构实现的。
这些机械结构包括关节、电动驱动器和运动控制系统等。
通过精确的控制算法，AI机器人可以实现高灵活性和精准的动作，从而完成各种任务。
3. 高性能计算平台AI机器人需要强大的计算能力来进行感知、决策和执行任务。
高性能计算平台如GPU和FPGA等被广泛应用于AI机器人领域。
这些计算平台能够快速处理大量的数据和算法，从而实现机器人的高效工作。
二、传感器技术1. 视觉传感器AI机器人利用摄像头等视觉传感器获取图像信息，通过图像识别和分析算法，实现对物体、人脸、文字等的识别和理解。
视觉传感器的发展使得AI机器人能够实现高精度的视觉导航和目标识别。
2. 声音传感器声音传感器可以使AI机器人感知声音信号，实现声音识别和语音交互功能。
利用声音传感器，机器人可以听懂人类的指令，并作出相应的反应。
这一技术在智能助理机器人和智能家居等领域得到广泛应用。
3. 位置传感器位置传感器（如GPS）可以用于定位和导航。
AI机器人利用位置传感器感知自身的位置和姿态信息，从而实现精确的导航和路径规划。
这对于机器人在复杂环境中进行定位和移动至关重要。
4. 接触传感器接触传感器可以感知机器人与环境之间的接触力和压力。
利用接触传感器，AI机器人可以实现对物体的抓取和操控，以及避免与人类或其他物体发生碰撞。
这为机器人的安全性和操作能力提供了重要支持。
机器人视觉系统介绍
视觉系统介绍视觉系统介绍1.概述视觉系统是一种利用摄像头或其他传感器获取环境信息，并对其进行分析和理解的技术。
它使能够感知周围世界，并根据所获取的信息采取相应的行动。
2.视觉传感器视觉传感器是视觉系统中的重要组成部分。
常用的视觉传感器包括摄像头、激光雷达、红外传感器等。
摄像头能够实时获取图像信息，激光雷达可以提供高精度的深度信息，红外传感器可用于检测热能。
3.图像处理图像处理是视觉系统中的核心技术之一。
通过对图像进行处理，可以提取出目标的特征信息，如形状、颜色和纹理等。
常用的图像处理算法包括边缘检测、特征提取和目标跟踪等。
4.目标检测与识别目标检测与识别是视觉系统中的关键任务之一。
通过对图像或视频进行分析，可以检测出其中的目标物体，并对其进行识别。
常用的目标检测与识别算法包括卷积神经网络、支持向量机和决策树等。
5.三维重建三维重建是指通过多张图像或深度信息环境的三维模型。
通过三维重建，可以获取环境的结构信息，为的导航和路径规划提供支持。
常用的三维重建方法包括立体匹配和结构光扫描等。
6.运动估计运动估计是视觉系统中的重要技术之一。
通过对连续图像进行分析，可以估计出目标物体的运动状态，如速度和方向等。
运动估计可用于目标跟踪、导航和障碍物避免等任务。
7.应用领域视觉系统在各个领域都有广泛的应用。
在工业领域，视觉系统可用于自动化生产、质量检测和物料处理等任务。
在医疗领域，它可用于手术辅助、病理分析和病人监护等。
在军事领域，视觉系统可用于无人机导航、目标识别和情报收集等。
附件：本文档附有相关的示意图和示例代码，以供参考和学习。
法律名词及注释：1.视觉系统：指利用摄像头或其他传感器获取环境信息，并对其进行分析和理解的技术。
2.视觉传感器：指能够获取环境图像或深度信息的传感器。
3.图像处理：指对获取到的图像进行分析、处理和理解的技术。
4.目标检测与识别：指通过对图像进行分析，检测出其中的目标物体，并对其进行识别的技术。
视觉传感器技术在机器人中的应用
视觉传感器技术在机器人中的应用第一章：导言随着工业化水平的不断提高，机器人技术在工业中的应用越来越广泛。
机器人的智能化也成为了研究的热点之一。
而视觉传感器技术在机器人技术中的应用越来越受到重视。
因为视觉传感器可以提供机器人所处环境的高质量图像，并能够实现机器人对物体的感知、定位、识别和跟踪。
随着人工智能等技术的跨越式发展，视觉传感器在机器人领域中的应用将会有更广泛的前景。
第二章：机器人的视觉传感器技术在机器人设计中，为了更好地感知其周围环境，需要使用各种传感器。
其中，视觉传感器作为一种被广泛应用的传感器，可以使机器人更好地感知周围的环境，并进行更加准确的判断和决策。
视觉传感器可分为单目视觉、双目视觉和多目视觉。
单目视觉就是机器人只有一个视觉传感器，双目视觉则是两个视觉传感器，多目视觉则是超过两个视觉传感器。
视觉传感器通过读取环境中的光线，将其转换为数字信号并传送到授权设备进行处理。
同时，机器人的视觉传感器的优秀性能也要求其具备高帧率、高分辨率和低噪声等特点。
视觉传感器的性能与机器人的视觉状态估计和视觉建模密切相关，而机器人在作业中需要获得物体、目标或环境中各种特定信息。
因此，视觉传感器的性能在机器人中的应用中至关重要。
第三章：视觉传感器技术在机器人中的应用案例3.1 机器人的物体识别视觉传感器是机器人实现物体识别的最基本设备之一。
通过将摄像机视角对准被检测物体，识别物体的大小、形状、颜色等关键信息，并将其反馈给机器人执行器，机器人就可以自主地完成工作。
3.2 机器人的空间定位和导航视觉传感器还可以用于机器人的空间定位和导航。
机器人在执行任务时需要了解自己的位置和姿态信息，以便更好的完成任务。
视觉传感器能够获取机器人所在位置和周围环境的空间信息，使机器人能够更好的感知自己所在的位置，并更加准确地执行任务。
3.3 机器人的图像处理在机器人固定点或者移动过程中，视觉传感器可以获取到所需要的图像信息，通过在图像中识别和抽取关键特征，支持机器人做进一步的分类、分析等算法，从而有效地完成其任务。
机器视觉基础知识[1]
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55
工业摄像机接口类型
CameraLink
Usb2.0
1394a
1394b
GigE
Ethernet
速度 Base: 1.5Gbps
480Mbps
Medium: 3.8Gbps
Full: 5.1 Gbps
400Mbps 800Mbps 1000Gbps
100Mbps
距离 10m
5m
4.5m
4.5m
100m
结果 孔 半径
1 3.147 mm ✓ 2 3.052 mm ✓ 3 2.785 mm
被测物体
应用
CCD/CMOS图像传感器
2021/7/17
11
机器视觉市场
机器视觉系统中部件包括： 光源、工业摄像机、图像采集卡、镜头、图像 处理设备等。
机器视觉市场包括: 部件生产商 代理商 系统集成商
Serial readout register
Output (Amplifier)
2021/7/17
43
CCD Sensor—Frame Transfer Sensor
Light sensitive CCD-sensor
解决了Full Frame Array Sensor发生 Smear现象的问题 从感光部分转移到屏蔽存储区域的时 间约为500us
人类视觉
机器视觉
空间分 辨力
分辨率较差，不能观看微小 的目标
目前有4K×4K的面阵摄像机和 12K的线阵摄像机，通过备置 各种光学镜头，可以观测小 到微米大到天体的目标
速度
0.1秒的视觉暂留使人眼无法 快门时间可达到10微妙左右，高
看清较快速运动的目标
速像机帧率可达到1000以上，
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1、体积小重量轻。 2、功耗小，工作电压低，抗冲击与震动，性能稳定，寿命长。
机器人视觉与传感技术 任务一：镜头
2.工作距离
机器人视觉与传感技术 任务一：镜头
3.视角
机器人视觉与传感技术 任务一：镜头
六、镜头的选择
1.球差的大小与被拍摄物体光圈及位置有关； 2.慧差的大小与光圈的大小有关； 3.像差的大小与视场的二次方成正比，与孔径无关； 4.场曲与孔径无关，与视场的平方成正比； 5.畸变与视场的三次方成正比，与孔径无关； 6.倍率色差只跟视场的一次方成正比，与孔径无关。
机器人视觉与传感技术 任务一：镜头
光圈可以控制镜头的进光量，也就是光照度，还可以调节景深，以及确定分辨率下系统成像 的对比度，从而影响成像质量。
机器人视觉与传感技术 任务一：镜头
5.景深
机器人视觉与传感技术 任务一：镜头
1）镜头光圈：光圈越大，景深越小；光圈越小，景深越 大； 2）镜头焦距：镜头焦距越长，景深越小；焦距越短，景 深越大； 3）拍摄距离：距离越远，景深越大；距离越近，景深越 小。
机器人视觉与传感技术
任务一：镜头
目录 CONTENT
01 镜头的 构成 02 镜头的参数 03 镜头成像质量的评价 04 镜头的分类 05 特殊镜头 06 镜头的选择
机器人视觉与传感技术 任务一：镜头
知识目标：1.了解镜头的特征 2.了解镜头各项参数的涵义
能力目标：1.能够正确的选择镜头 2.通过镜头参数可以说出镜头的用途和特点
标准镜头的成像特点 ➢ 摄取景物的范围、前后景物的比例关系产生的透视感，都与人眼 观看的效果类似；画面影像显得真切、自然。
标准镜头的用途 ➢ 因为标准镜头真实、自然的成像特性，使其适用于摄影的各个方 面。但是，中庸的标准镜头却缺少一些特殊的表现力。
机器人视觉与传感技术 任务一：镜头
广角镜头
➢ 与标准镜头相比，焦距短、视角大的镜头，称为“广角镜头”。 如：对135相机来说，视角在75°、焦距为28mm的镜头。广角镜头中， 视角范围特别广的镜头（80—110度）称为“超广角镜头”。 在135相机上，泛指焦距为14—24mm的镜头。
机器人视觉与传感技术 任务一：镜头
CCD，中文全称：电荷耦合元件。可以称为CCD图像传感器，也叫图像控制器。 CCD是一种半导体器件，能够把光学影像转化为电信号。
CCD上植入的微小光敏物质称作像素（Pixel）。CCD 在摄像机里是一个极其重要的部件，它起到将光线转换成电 信号的作用，类似于人的眼睛，因此其性能的好坏将直接影 响到摄像机的性能。CCD的作用就像胶片一样，但它是把光 信号转换成电荷信号。CCD上有许多排列整齐的光电二极管， 能感应光线，并将光信号转变成电信号，经外部采样放大及 模数转换电路转换成数字图像信号。
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机器人视觉与传感技术 任务一：镜头
一、镜头的结构
机器人视觉与传感技术 任务一：镜头 镜头的功能就是让光线进入照相机并聚焦光线在感光元件上形成清晰的 影像。因此，成像的质量在很大程度上取决于镜头的性能与质量。
镜头作用：把目标的光学图像聚焦，聚焦图像呈现在图像传感器的光敏面阵上，视觉系 统处理的所有图像信息都是通过镜头得到的，镜头的质量直接影响视觉系统的整体性能。
变焦镜头的特点 ➢ 变焦镜头最大的优点是一支变焦镜头能代替若干支定焦镜头的作 用，因而携带方便。使用简便，既不必在拍摄中不断更换镜头，也 不必为了构图而前后跑动。 ➢ 变焦镜头的主要缺点是它的口径通常较小。
机器人视觉与传感技术 任务一：镜头
五、特殊镜头
微距镜头
➢ 微距镜头是一种可以非常接近被摄体进行聚焦的镜头，微距镜头 在感光元件上所形成的影像大小与被摄体自身的真实尺寸差不多相 等。
视角描述了镜头能看多宽的能 力。
一般镜头的孔径光阑完全对称， 而且镜头处于同一介质中，此时物 方视角和像方视角相等，所以在使 用中一般不区分物方视角和像方视 角。
焦距与视角的对应关系
机器人视觉与传感技术 任务一：镜头
4.光圈
相机的镜头是由多个透镜组成的，这些透镜具有一定的直径，一般还设置一个直径可变的金属光孔来限制进入镜头的光束 大小，这个金属光孔称为“孔径光阑”。孔径光阑对它前方光学元件所成的像称为“入射光瞳”。 镜头的口径又称“有效孔径”，是表示镜头的最大进光孔，即最大光圈。
广角镜头的成像特性及其用途
1、视角大，视野宽阔。有利于近距离摄取较广阔的景物范围。 尤其适用于狭窄的室内拍摄、近距离拍摄建筑物的全貌和拍摄广阔的风光地貌。 2、景深大，有利于把纵深大的被摄景物都清晰地成像。 适合表现人多、故事线索多、纪实性的群像。 3、透视感强烈，能够强调前景、突出远近对比。 适合拍摄空间感、立体感强烈的画面。 4、影像畸变大。近距离拍摄时使画面失真，尤其在画面的边缘部分。 一般来说是缺点，但是却可以表现夸张、有趣的题材。
机器人视觉与传感技术 任务一：镜头
三、镜头成像质量的评价
镜头的好坏一般用像差来描述。像差是实际成像和理想成像之间的差异。 像差产生的原因有很多，目前常用的像差有7种，分别是：慧差、球差、场曲、像散、位置色差、 畸变和倍率色差。
机器人视觉与传感技术 任务一：镜头
机器人视觉与传感技术 任务一：镜头
特殊透镜
➢ 高质量的镜头都会装备经过特殊工艺处理的透镜。如：非 球面透镜、超低色散透镜等，这类镜头具有成像更清晰、更明 朗、色彩还原更鲜艳的特点。
机器人视觉与传感技术 任务一：镜头
二、镜头的参数 1.镜头的焦距 平行光线经过镜头的折射，在其主轴上聚成一个清晰的点，叫做焦巨
简单的说焦距是焦点到面镜的中心点之间的距 离。焦距，是光学系统中衡量光的聚集或发散的 度量方式，指平行光入射时从透镜光心到光聚集 之焦点的距离。具有短焦距的光学系统比长焦距 的光学系统有更佳聚集光的能力。
机器人视觉与传感技术 任务一：镜头
定焦镜头 ➢ 定焦镜头是指仅有一个固定焦距的镜头。 定焦镜头的优点 1、口径大 更多进光量、更小景深、更高快门速度。 2、最短对焦距离近 对焦距离近意味着能够非常近的接近拍摄主体，得到大的结像。而且和大光圈配合能够实现更小的景深效果。
3、体积小、重量轻 便于携带。 4、成像质量高
➢ 感光元件上的影像大小与真实被 摄体大小的关系叫做复制比率。1:1 的比率意味着影像跟实物大小一样， 1:2的比率意味着影像是实物大小的 一半。
➢ MACRO字样是微距镜头与其他 镜头区分的标识。
➢ 微距镜头对于拍摄微小物体很有 价值，比如昆虫、花卉等。
机器人视觉与传感技术 任务一：镜头
鱼眼镜头 ➢ 鱼眼镜头实际上是一种极端的广角镜头。通常是指焦距在16mm 以下，视角接近或等于180°的镜头。 ➢ 鱼眼镜头的拍摄范围极大，能使景物的透视感得到极大的夸张。
机器人视觉与传感技术 任务一：镜头
机器人视觉与传感技术 任务一：镜头
机器人视觉与传感技术 任务一：镜头
机器人视觉与传感技术 任务一：镜头
机器人视觉与传感技术 任务一：镜头
四、镜头的分类
标准镜头 ➢ 称为标准的原因是因为拍摄时的水平视角与人们用眼睛观察周围 世界的视场类同。 ➢ 标准镜头的焦距长度接近相机画幅对角线的长度。如：135画幅 相机的标准镜头焦距为50mm，中画幅相机的标准镜头焦距为75mm。
这是镜头的设计所决定的，变焦镜头由于要考虑所有焦距段都有相对好的成像，就要牺牲局部的利益 让整体有一个相对好的表现。但定焦镜头不用考虑这些。
机器人视觉与传感技术 任务一：镜头
变焦镜头 ➢ 变焦镜头是在一定范围内可以变换焦距的镜头。 ➢ 变焦镜头在不改变拍摄距离的情况下，可以通过变动焦距来改变 拍摄范围。
机器人视觉与传感技术 任务一：镜头
长焦镜头
➢ 长焦镜头也称为远摄镜头，是指比标准镜头的焦距长、视角小的镜头。长焦镜头也 分“普通长焦镜头”和“超长焦镜头”，普通长焦镜头的焦距长度接近标准镜头，超 长焦镜头的焦距却远远大于标准镜头。
长焦镜头的特性及用途
1、视角小，能远距离摄取景物的较大影像且不易干扰被摄对象。 适用于拍摄远处景物的细部和拍摄不易接近的被摄体。 2、景深小，能使处于杂乱环境中的被摄主体得到突出。 适合拍摄背景环境较复杂的室外景物。 3、透视感减弱，能够明显的压缩纵深景物的空间距离。 使近大远小的比例缩小，画面失去立体感、近乎平面。 4、影像畸变小。 在人像摄影中这个特点尤其见长。
照相机中 焦距f<像距<2f 才能成像。
我们用的照相机的镜头就相当于一个凸透镜，胶片（或是数码相机的感光器件）就处在这个凸透镜的焦 点附近，或者说，胶片与凸透镜光心的距离约等于这个凸透镜的焦距。
机器人视觉与传感技术 任务一：镜头
当将摄影镜头调整到无限远时，其实源自一个有名无实的焦距。在设计上，是将透镜的主平面与底片或 成像感测器的距离调整为焦距的长度，然后，远距离的物体就能在底片或感测器上形成清晰的影像。当镜头要拍 摄比较接近的物体时，是镜头的主平面与成像检测器或胶片的距离发生变化，使得有限距离的物体得以清晰成像。
机器人视觉与传感技术 任务一：镜头
移轴镜头 ➢ 移轴镜头又称“透视调整镜头”，镜头的端面可以上下转动或侧 向转动，通过对镜头主光轴进行横向或纵向调节来控制线性畸变。 ➢ 移轴镜头主要用于建筑摄影，它具有校正高大建筑物的垂直线向 上收缩的功能。 ➢ 佳能标识为TS，尼康标识为PC。
机器人视觉与传感技术 任务一：镜头
机器人视觉与传感技术 任务一：镜头
透镜通常采用高质量的光学玻璃制成，有凸透镜和凹透镜两类，镜头的光 学结构通常采用“透镜片组”表示。
透镜片组
➢ 镜头是由若干共轴的透镜组成，这些透镜彼此有空气间隔。 因为成像时光线要通过每个透镜并且产生多次折射，所以镜头 实际成像的光路非常复杂。现代相机镜头都采用多片凸、凹透 镜组合而成，利用各种透镜的性能互相抵消、减弱像差，提高 成像质量。