環境光強健性#
資訊
本主題中的所有資訊均適用於所有 blaze 和 Smart blaze 相機型號。為求簡潔，文中以「blaze」統稱所有型號。
哪種類型的環境光會造成問題？#
blaze 相機會發射不可見的紅外光：
- blaze-101 和 blaze-101s 相機發射波長為 940 nm 的光
- blaze-102、blaze-102s、blaze-112 和 blaze-112s 相機發射波長為 850 nm 的光
920–970 nm（blaze-101、blaze-101s）或 830–880 nm（blaze-102、blaze-102s、blaze-112、blaze-112s）範圍內的不可見紅外光會被相機的影像感測器偵測到，並干擾相機自身的光源，進而影響產生的測量結果。因此，它可以被視為干擾的主要原因。其他波長光的影響在這方面可以忽略不計。
輻射照度與照度#
由於相機主要對不可見紅外光敏感，因此環境光的強健性是以輻射照度來規範，這是一種適用於不可見光的輻射度量量。輻射照度以 W/m² 為單位。它指的是單位面積內表面接收到的輻射通量（功率）光。
與此相反，可見光的感知亮度通常以照度表示。這是一種光度量，指的是人眼所感知的亮度光。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射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差異很大，因此必須個別考慮每個光源的光譜。
範例情境比較#
為了提供一些指引，Basler 檢視了三種不同的情境，以展示輻射照度如何與不同光源的照度值相關聯。測量是在以下條件下進行的：
- blaze-101 和 blaze-101s 相機的輻射照度極限為 12.8 W/m²，而 blaze-102、blaze-102s、blaze-112 和 blaze-112s 相機的輻射照度極限為 6.8 W/m²（由 Basler 在特定測試條件下確定）。
- 選擇典型光源（例如陽光或鹵素燈）的總光譜輻射照度，使其方式為相機影像感測器記錄的輻射照度等於相機的輻射照度極限 12.8 W/m² 和 6.8 W/m²。
然後，在考量光源光譜以及明視覺相對光譜敏感度函數的情況下，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、相機帶通濾光片的轉移函數（通帶和阻帶）以及其他一些相關的相機 Property。
下表列出了結果：
| blaze-101 / blaze 101s | 環境光強健性的輻射度量極限 （最大輻射照度 @ 920–970 nm） | 環境光強健性的光度量極限 （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 |
| 在 920–970 nm 之間沒有近紅外線發射的人造光源（例如可見光 LED、螢光燈等） | 12.8 W/m² | 無實質限制 |
| 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） | 環境光強健性的光度量極限 （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 |
| 在 830–880 nm 之間沒有近紅外線發射的人造光源（例如可見光 LED、螢光燈等） | 6.8 W/m² | 無實質限制 |
-
北半球晴朗的藍天白雲日：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
-
鎢鹵燈，3200 K 色溫
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。
如果環境光相對較弱（輻射照度高達 5 W/m²），雜訊的增加量將保持在大約 2 倍以下。在接近指定的日光強健性極限（輻射照度 12.8 W/m²）的強環境光下，雜訊會增加 7 倍。如果進一步超出此極限增加環境光的輻射照度，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，並且無法再進行深度測量。
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不會表現為亮度變化，而只會表現為影像雜訊的變化。因此，從曝光良好的影像到過度飽和的影像的過渡可能會顯得非常突然。
確定相機的輻射照度極限#
相機是在以下條件下進行測試的：
- 具備 90% 反射率的平坦白色目標
- 由 940 nm (blaze-101, blaze-101s) 或 850 nm (blaze-102, blaze-102s, blaze-112, blaze-112s) LED 照明的目標
- 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，使用與相機相同波長的額外光源來照亮目標。增加目標上的輻射照度，直至相機在不曝光過度的情況下仍能提供可用影像。測量輻射照度，並根據相機影像確定雜訊的增加量。
測試結果#
對於 920–970 nm 之間的環境光源，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 之間的環境光源，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。