Ambient Light Robustness#
資訊
本主題中的所有資訊均適用於所有 blaze 與 Smart blaze 相機型號。為求簡潔，文中以 "blaze" 統稱所有型號。
哪類環境光會造成問題？#
blaze 相機會發射不可見的紅外光：
- blaze-101 和 blaze-101s 相機會發射波長為 940 nm 的光
- blaze-102、blaze-102s、blaze-112 和 blaze-112s 相機會發射波長為 850 nm 的光
波長範圍在 920–970 nm (blaze-101、blaze-101s) 或 830–880 nm (blaze-102、blaze-102s、blaze-112、blaze-112s) 的不可見紅外光會被相機的影像感測器偵測到，並干擾相機自己的光源，進而影響產生的量測結果。因此，它可以被視為干擾的主要原因。其他波長的光在此方面的影響微乎其微。
輻照度與照度#
由於相機主要對不可見紅外光敏感，因此環境光強固性是以輻照度來規範，這是一種適用於不可見光的輻射量學量。輻照度以 W/m² 為單位。它指的是表面單位面積所接收到的輻射通量（功率）光線。
與此相對，可見光的感知亮度通常表示為照度。這是一種光度學量，指的是人眼所感知的光線亮度。照度以勒克斯 (lx) 為單位。
沒有一種普遍有效的方法可以從輻照度值推導出照度值。這是因為不同光源的紅外線部分可能會有很大差異，因此必須個別考量每個光源的光譜。
比較範例情境#
為了提供一些指導，Basler 檢視了三種不同的情境，以顯示輻照度與不同光源照度值的關係。量測是在下列條件下進行的：
- blaze-101 和 blaze-101s 相機的輻照度極限為 12.8 W/m²，而 blaze-102、blaze-102s、blaze-112 和 blaze-112s 相機的輻照度極限為 6.8 W/m²（由 Basler 在特定測試條件下決定）。
- 典型光源（例如陽光或鹵素燈）的總光譜輻照度選擇方式，是使其在相機影像感測器上所記錄的輻照度等於相機的輻照度極限 12.8 W/m² 和 6.8 W/m²。
然後，在考量光源的光譜和發光效率函數的情況下，計算這些條件下可見光範圍內的照度。同時也納入了影像感測器的量子效率、相機帶通濾光片的傳遞函數（通帶和阻帶）以及其他一些相關的相機屬性。
下表列出了結果：
| blaze-101 / blaze 101s | 環境光強固性的輻射極限 (最大輻照度 @ 920–970 nm) | 環境光強固性的光度極限 (最大照度，近似值) |
|---|---|---|
| 陽光a | 12.8 W/m² | ~60 klux |
| 白熾燈 (3200 K)b | 12.8 W/m² | ~8 klux |
| 無 920–970 nm 近紅外線輻射的人造光源（例如可見光 LED、螢光燈等） | 12.8 W/m² | 無實際限制 |
| blaze-102 / blaze-102s / blaze-112 / blaze-112s | 環境光強健性輻射極限 (最大輻射照度 @ 830–880 nm) | 環境光強固性的光度極限 (最大照度，近似值) |
|---|---|---|
| 陽光a | 6.8 W/m² | ~15 klux |
| 白熾燈 (3200 K)b | 6.8 W/m² | ~5 klux |
| 無 830–880 nm 近紅外線輻射的人造光源（例如可見光 LED、螢光燈等） | 6.8 W/m² | 無實際限制 |
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北半球晴朗藍天之日：夏至日；太陽時 12:00:00；緯度 53.692540；經度 10.266444；目標傾角 90°（垂直於地面）；目標方位角 180°（朝南）；表面反照率 0.2；相機垂直於目標
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鎢鹵燈，色溫 3200 K
環境光的影響#
環境光對相機 Quality 的影響在深度圖或點雲中最为顯著。在 920–970 nm 或 830–880 nm 範圍內具有強烈環境光的場景中，深度雜訊會增加，從而降低深度測量的精確度。
若環境光相對較弱（輻射照度高達 5 W/m²），雜訊的增加幅度小於約 2 倍。在接近日光強健性指定極限（輻射照度 12.8 W/m²）的強環境光下，雜訊會增加 7 倍。如果環境光的輻射照度進一步超過此極限，相機的影像感測器將會飽和。發生這種情況時，強度影像會顯示為白色，且深度測量將不再可行。
資訊
環境光在相機的強度影像中是不可見的。這意味著環境光的變化無法表現為亮度變化，而只能表現為影像雜訊的變化。因此，從曝光良好的影像過渡到過度飽和的影像可能會顯得非常突然。
決定相機的輻照度極限#
相機已在以下條件下進行測試：
- 具備 90% 反射率的平坦白色目標物
- 目標由 940 nm (blaze-101, blaze-101s) 或 850 nm (blaze-102, blaze-102s, blaze-112, blaze-112s) LED 照明
- 目標與相機之間的距離為 6 m
- Exposure Time 為 250 µs
測試設定#
相機直接對準 6 公尺距離處的平面白色目標。為了模擬環境光，目標由使用與相機相同波長的額外光源進行照明。增加目標上的輻射照度，直至相機仍能提供無過曝的可用影像。測量輻射照度，並根據相機影像判定雜訊的增加量。
測試結果#
對於 920–970 nm 的環境光源，在 12.8 W/m² 的環境輻射照度下，blaze-101 和 blaze-101s 相機仍能提供可用影像。影像雜訊增加了 7 倍。
對於 830–880 nm 的環境光源，在 6.8 W/m² 的環境輻射照度下，blaze-102 和 blaze-102s 相機仍能提供可用影像。影像雜訊增加了 7 倍。