機(jī)器識(shí)別技術(shù)光學(xué)照明建模方法
1 工業(yè)相機(jī)接收sony IMX335
像素大小:2.2um*2.2um。像素2592*1944。感光面長(zhǎng)度5.12mm寬3.84mm,對(duì)角線長(zhǎng)度6.4mm。角度 64.2°和49°。焦距f=4.88mm。
圖1 接收光線圖
長(zhǎng)度方向
寬度方向
接收面積
2 光源發(fā)光角度
光源長(zhǎng)度100mm,寬度10mm。照射距離11cm。光源顏色:白色,色溫:6000K。
接收鏡頭的覆蓋面積為
則發(fā)射光照射的面積必須大于等于接收面積
得到
圖2 發(fā)光角度圖
得到
所以可以選擇發(fā)散角為5°和20°的光源。
3 接收功率
圖3 IMX335規(guī)格書(shū)
根據(jù)IMX335LQN-C測(cè)試條件,在照度706 cd/m2,曝光時(shí)間33ms,時(shí)DN(G)=1870。R/G=0.42。得到 DN(R)=785。同理可以得到DN(B)=580。如下表1所示:
表1 測(cè)試條件
照度cd/m2 | F/# | 曝光時(shí)間 | DN(R) | DN(G) | DN(B) |
706 | 5.6 | 33ms | 785 | 1870 | 580 |
飽和DN值為3895。
DN值(亮度)不變情況下,和曝光時(shí)間成正比,和F數(shù)平方成反比。
得到在F數(shù)為2.2時(shí)的DN值如下表2
表2 F/#2.2對(duì)應(yīng)的發(fā)光強(qiáng)度
發(fā)光強(qiáng)度cd/m2 | F/# | 曝光時(shí)間 | DN(R) | DN(G) | DN(B) |
11524 | 2.2 | 312μs | 785 | 1870 | 580 |
F/#為2.2,則照度需要11524cd/m2,在曝光時(shí)間312μs時(shí),RGB像元DN值分別為785、1870、580。
可計(jì)算得到:
表3 F/#2.2對(duì)應(yīng)的發(fā)光強(qiáng)度Vs DN值
照度lux | 發(fā)光強(qiáng)度cd/m2 | F/# | 曝光時(shí)間 | DN(R) | DN(G) | DN(B) |
72407 | 11524 | 2.2 | 312μs | 785 | 1870 | 580 |
62832 | 10000 | 2.2 | 312μs | 681 | 1623 | 503 |
37699 | 6000 | 2.2 | 312μs | 409 | 974 | 302 |
25133 | 4000 | 2.2 | 312μs | 272 | 649 | 201 |
12566 | 2000 | 2.2 | 312μs | 136 | 325 | 101 |
9424 | 1500 | 2.2 | 312μs | 102 | 243 | 75 |
6283 | 1000 | 2.2 | 312μs | 68 | 162 | 50 |
拍清楚條紋碼所需的最小DN值來(lái)確定最小照度。乘以2pi。cd是弧度。
有公式:Gray = R*0.299 + G*0.587 + B*0.114
條件: Gray=200,R/G=0.42,B/G=0.31,
帶入: Gray = 0.42 *G *0.299 + G*0.587 + 0.31*G *0.114=200
得到: G=267
所以按照上面計(jì)算,需要拍清楚的光通量為9424Lux。依此計(jì)算發(fā)射光需要的能量大小。在面積為Sr的光照射面上需要的最小光通量為
所以反射面的光能量達(dá)到即可通過(guò)鏡頭(假設(shè)鏡頭對(duì)光的損耗忽略不計(jì))被芯片感應(yīng)到。
4 反射面
反射面為白色紙張,反射面可定義為均勻的Lambo體反射,反射效率為0.2。則到達(dá)反射面的光為
5 光源功率
通常情況下較好的LED燈的發(fā)光效率為150 Lm/W。由此計(jì)算光源312us內(nèi)瞬時(shí)發(fā)光功率為:
對(duì)于發(fā)光LED的驅(qū)動(dòng)板可調(diào)發(fā)光功率和發(fā)光效率實(shí)際沒(méi)有那么高(有的為100 Lm/W,計(jì)算為4.7W)情況下,可以選擇5W以上的LED即可。
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led
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原文標(biāo)題:機(jī)器識(shí)別技術(shù)光學(xué)照明建模方法
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