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。
哪種環境光會造成問題？#
blaze 攝影機會發出不可見的紅外線：
- blaze-101 而Blaze-101s攝影機發出的光波長為 940 奈米
- blaze-102,blaze-102s, blaze-112以及blaze-112s攝影機，皆會發出波長為 850 奈米的光線
波長範圍在 920–970 nm（blaze-101 ，blaze-101s）或 830–880 nm（blaze-102 ，blaze-102s；blaze-112 ，blaze-112s）之間的不可見紅外線，會被相機的影像感測器偵測到，並與相機自身的光源產生干擾，從而影響最終的測量結果。因此，這可被視為干擾的主要原因。 就這方面而言，其他波長光線的影響可忽略不計。
輻照度與照度#
由於相機主要對不可見的紅外線敏感，因此環境光抗干擾能力是以輻照度為單位來規格化的，這是一種適用於不可見光的輻測量。輻照度的單位為 W/m²，指的是單位面積表面所接收的光的輻射通量（功率）。
相較之下，可見光的感知亮度通常以照度來表示。這是一種光度學量，用以描述光線對人眼而言的感知亮度。照度的單位為勒克斯（lx）。
目前尚無一種通用的方法，能直接從輻照度值推算出照度值。這是因為不同光源的紅外線成分可能存在顯著差異，因此必須針對每種光源的光譜分別進行考量。
比較範例情境#
為提供一些指引，Basler 分析了三種不同的情境，以說明輻照度與不同光源的照度值之間的關係。測量是在以下條件下進行的：
- blaze-101s 攝影機的輻照度上限為 blaze-101blaze-101s相機的輻照度極限為 12.8 W/m²，而blaze-102 、blaze-102s、blaze-112 及 blaze-112s相機的輻照度極限則為 6.8 W/m²（由 Basler 在特定測試條件下測定）。
- 典型光源（例如陽光或鹵素燈）的總光譜輻照度，是經過特別選定，使攝影機影像感測器所測得的輻照度，正好等於攝影機的輻照度上限值 12.8 W/m² 和 6.8 W/m²。
接著，在考量光源的光譜及光效函數的前提下，計算出此條件下可見光範圍內的照度。計算中亦納入影像感測器的量子效率、相機帶通濾波器的傳輸函數（通帶與阻帶），以及其他相關的相機特性。
以下表格列出了結果：
| blaze-101 / blaze 101s | 環境光抗干擾能力的輻射測量限值 （920–970 nm 波長範圍內的最大輻照度） | 環境光抗干擾性的光度學極限 （最大照度，近似值） |
|---|---|---|
| 陽光a | 12.8 瓦／平方公尺 | 約 60 克勒克斯 |
| 白熾燈光（3200 K）b | 12.8 瓦／平方公尺 | 約 8 克勒克斯 |
| 在 920–970 nm 波長範圍內不發出近紅外輻射的人工光源（例如：可見光LED 、螢光燈等） | 12.8 瓦／平方公尺 | 沒有實際上的限制 |
| blaze-102 / blaze-102s /blaze-112 / blaze-112s | 環境光抗干擾能力的輻射量測極限 （830–880 nm 波長範圍內的最大輻照度） | 環境光抗干擾性的光度學極限 （最大照度，近似值） |
|---|---|---|
| 陽光a | 6.8 瓦/平方米 | 約 15 克勒克斯 |
| 白熾燈光（3200 K）b | 6.8 瓦/平方米 | 約 5 克勒克斯 |
| 在 830–880 nm波長範圍內不發射近紅外線的人工光源（例如：可見光LED 、螢光燈等） | 6.8 瓦/平方米 | 沒有實際上的限制 |
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北半球晴朗、陽光燦爛、天空湛藍的一天：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）；地表反照率 0.2；相機與目標垂直
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鎢鹵素燈，色溫 3200 K
環境光的影響#
環境光對相機影像品質的影響，在深度圖或點雲中表現得最為明顯。在 920–970 nm 或 830–880 nm 波長範圍內存在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。
若環境光線相對較弱（輻照度不超過 5 W/m²），雜訊的增加幅度將維持在約 2 倍以內。在強環境光下，當輻照度接近日光抗干擾能力的指定上限（12.8 W/m²）時，雜訊會增加 7 倍。若環境光輻照度進一步超過此上限，攝影機的影像感測器將會飽和。 一旦發生這種情況，強度影像會呈現白色，且將無法再進行深度測量。
資訊
環境光在相機的亮度影像中是不可見的。這意味著環境光的变化無法以亮度變化來觀察，而只能透過影像雜訊的變化來察覺。因此，從曝光適當的影像過渡到過度飽和的影像時，這種變化可能會顯得非常突然。
確定相機的輻照度上限#
該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物
- 由 940 nm（blaze-101 ，blaze-101s）或 850 nm（blaze-102 ，blaze-102s，blaze-112 ，blaze-112s）照射的目標LED
- 目標與相機之間的距離為 6 m
- Exposure Time 為 250 µs
測試設定#
相機直接對準距離 6 公尺處的一個平坦白色目標。為模擬環境光，使用與相機波長相同的額外光源照射該目標。將目標上的輻照度逐漸提高，直至相機仍能提供無過曝且可用的影像為止。測量該輻照度，並根據相機影像判定雜訊的增加程度。
測試結果#
在環境輻照度為 12.8 W/m² 且環境光源波長介於 920–970 nm 之間時，blaze-101 和 blaze-101s 相機仍能提供可用的影像。影像雜訊增加了 7 倍。
在環境輻照度為 6.8 W/m² 且環境光源波長介於 830–880 nm 之間時，blaze-102 和 blaze-102s 相機仍能提供可用的影像。影像雜訊增加了 7 倍。