• 视场(FOV) - 相机可以采集到的被检测区域
• 分辨率 - 成像系统需要复制出的物体细节数量
• 物距 - 镜头前端到被检测物体的距离

 问题:

请问我如何确定使用了正确的镜头、焦距以及传感器分辨率（相机传感器CCD像素的行数和列数）？

解答:

为了获得精确的测量，您至少需要两个像素来表达您希望检测的最小特征。请使用分辨率信息为您的应用选择合适的相机和镜头。

• 首先，需要决定您的图像采集系统所需的分辨率。可以先用真实世界的度量单位测量您需要检测的最小特征的大小。然后，通过下式计算所需的传感器分辨率(S)：
  
  传感器分辨率(S) = (FOV / 分辨率) x 2 = (FOV / 最小特征的大小) x 2

根据上式，能够检测到的最小特征尺寸是FOV除以传感器分辨率再乘以2（最小特征尺寸=(100/480)*2）。这样可以计算出能检测到的最小特征尺寸就是0.42mm。请注意这是一个大致的等式，没有考虑到镜头失真、具体的特征检测算法、以及是否采用亚像素精度。

计算所需的焦距。
使用下列公式： 

焦距 x FOV = 传感器尺寸 x 物距

毫米焦距到像素焦距换算

拿到相机后基本上能确定相机以毫米单位表示的焦距，如果想要得到以像素形式表示的单位则需要通过公式进行转换，这个过程中需要额外的信息是相机 CCD 尺寸。

  fx = u * dx

  fy = v * dy

  其中 u、v 为相机内参数矩阵中对应的数值，可直接定义为1；另外，

  dx = ( 1/ccd_size * 24.5 * image_x / image_y ) / image_x

  dy = ( 1/ccd_size * 24.5 * image_x / image_y ) / image_y

  其中 ccd_size 是相机厂商给出的 CCD 尺寸，以英寸为单位，24.5 是用来将其换算到毫米单位用的；image_x、image_y 是图像 x、y 方向的像素数。
 

像素焦距与毫米焦距转换
   fu = ku * dpx;
   fv = kv * dpy;
1) ku、kv分别为摄像机内参矩阵的x(u)、y(v)方向的像素焦距;
2) fu、fv分别为摄像机x(u)、y(v)方向的毫米焦距;
3) dpx、dpy单位为mm/pixel;
4) dpx、dpy含义分别是Effective X(Y) dimension of pixel in frame graber，成像平面水平（垂直）方向像素的有效尺寸。

2、根据CCD尺寸fCCDSize 计算 水平和垂直方向的像素间隔，间隔单位为毫米（mm）
1) dpx = dx * Ncx / Nfx;
   dpy = dy;

2) dx = (1/fCCDSize * 25.4 * 4 /5)/Picture_cx;
   dy = (1/fCCDSize * 25.4 * 4 /5)/Picture_cy;
注：dx、dy 分别为x(Y) dimension of Camera's sensor element (in mm)；
    25.4含义为：1inch英寸 =  25.4 mm毫米；
    式子中的4和3分别表示CCD的x和y方向像素比，一般也就是图像的宽高比；
    式子中的Picture_cx、Picture_cy一般就是图像的宽和高。
3、Ncx为X方向感光但愿的数目（厂家提供），一般等于图像的宽。
   Nfx为摄像机每行采样的像素数目，及图像的X方向尺寸（像素的个数），一般也等于图像的宽。
   fCCDSize为CCD尺寸，一般为二分之一，三分之一，五分之一等,摄像机参数，厂家提供。