Camera 从图像计算焦距

我试图计算我的镜头的焦距（我有4个不同的镜头，我称它们为镜头1，2，3，4）。我知道我使用的摄像机的传感器尺寸（我使用两个不同的摄像机），我知道物体的宽度，我知道工作距离

我使用以下公式：

f=焦距宽度=（工作距离*传感器宽度）/（物体） 宽度+传感器宽度）

我还使用了相同的公式，但有一点变化：

f'=焦距宽度=（工作距离*传感器宽度）/物体 宽度

我的相机的传感器尺寸如下所示：

型号：134MCU-1/3“-3.52毫米*4.78毫米

型号：130CU-1/4“-2.75毫米*3.64毫米

问题是，我用两台相机在已知工作距离拍摄了几张照片，并测量了图像宽度（我在图像场景中放置了一把尺子）。之后，我用给出的公式计算了f和f'。在计算了焦距之后，我得出了几个我认为不一致的观察结果。观察结果如下：

随着工作距离的增加，每个透镜的计算焦距收敛到某个值。我希望为每个工作距离计算相同的f，f'值。为什么会这样？是否对工作距离有任何依赖性，或对工作距离有任何限制（例如，对于焦距f mm的透镜，工作距离不能小于n）

我有8种不同的成像设置，因为我有4个镜头和2个摄像头。使用134MCU拍摄的图像计算的f，f'值与使用130CU拍摄的镜头1和镜头2的图像不同。透镜3和4的计算值相同。为什么会发生这种情况

• 使用130CU计算的透镜1值约为1.6 mm
• 使用130CU计算的lens 2值约为2.4mm
• 使用130CU计算的透镜3值约为2.8 mm
• 使用130CU计算的透镜4值约为3.6 mm
• 使用134MCU计算的镜头1值约为1.4 mm
• 使用134MCU计算的镜头2值约为2.2 mm
• 使用134MCU计算的镜头3值约为2.8 mm
• 使用134MCU计算的镜头4值约为3.6 mm

当我和我的镜头供应商交谈时，他们告诉我镜头1、2、3、4的焦距分别为2.1毫米、2.5毫米、2.8毫米和3.6毫米。那么，为什么我的计算值与这些不匹配呢？我的计算有什么问题吗

我使用的图像可以在中找到。如果有人能帮忙，我将非常感激

问候,

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我刚下载了你发布的图片，答案就在眼前

您使用的公式是假设每条光线从对象到传感器沿直线传播。事实上，这些广角镜头具有相当复杂的多个表面，光线在穿过“堆叠”时多次改变方向。因此，边缘有明显的变形。直尺上线条的高度向边缘变小——在这里，一个“完美的针孔相机”可以使它们保持精确的比例

很难找到一个能正确解释这种失真的方程式——通常相机的计量应用（人们真正关心这些事情的地方）会在感兴趣的焦距处进行几何校准，以纠正这种失真

所以你的问题“我的计算有什么问题吗？”的答案是：“是的，有什么问题-你的计算是为了一个理想的系统。你没有一个理想的系统。”

编辑我突然想到，通过使用“更小的传感器”，您可以做得更好：

拍摄你已有的照片

查看图像的一部分（靠近中心）

查找标尺上跨度小于传感器宽度10%的两个标记之间的距离（以像素为单位）

计算“表观传感器尺寸”=

（标记之间的像素数/传感器上的像素数）*传感器宽度

在计算中使用表观传感器尺寸

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通过使用可变数量的像素（与标尺上精确的分割数相匹配），可以限制所需的估计/插值量。我认为这将解决大部分失真问题，并使您的结果与制造商的数据一致。

您的计算假设了一个理想的针孔系统，这显然是您没有的。你的广角镜头表现出极大的失真。试着将你的测量限制在你的光学系统的中心，这似乎是无失真的。您应该得到更符合制造商指定焦距的结果

编辑： 弗洛里斯上面说的…

你把“工作距离”称为什么？到传感器表面，还是到透镜中心？很难相信，在1/3英寸的传感器上，焦距可以达到1.6毫米——你会在边缘处产生巨大的扭曲。记住，“真实世界的光学”并不完全遵循“傍轴公式”。光线不会以直线通过光学。我所说的“工作距离”是指两个传感器之间的距离