Exposure Time(曝光时间)

介绍

曝光时间,也称为快门速度,是指单张相机图像曝光的时间。换句话说,就是快门保持打开的时间。

Zivid相机拍摄多张图像来生成彩色图像和点云,曝光时间的设定值是单张图像的曝光时间。

Zivid 2

Zivid 2+

Zivid 2+ R

最短曝光时间 (µs)

1 677

1 677

900

最长曝光时间 (µs)

100 000

100 000

20 000

小技巧

查看 捕获速度计算器 以了解曝光时间如何影响总捕获时间。

强环境光源的干扰

使用 Zivid 相机拍摄图像时,我们会在特定时间窗口内采样光信息。通过利用这个简单的概念,可以避免环境光可能引起的许多问题。

结构光传感器是一种采样系统,其工作采样率与电视和照明等许多公用设施相似。荧光灯通常连接到交流电源。在欧盟,这种电源产生的电压为正弦波,频率为 50 Hz。在其他国家/地区(例如美国),电网频率为 60 Hz。

假设有一台帧率为 30 fps 的相机。在欧洲,将它对准荧光灯并按下录制按钮。您会发现视频中似乎有闪烁。您在车库或仓库内使用智能手机拍摄时也可能遇到过这种现象。

现在考虑一台相机,其捕获率与环境光源的频率相匹配。最终,您会在每幅图像中以相同的相位对光进行采样,这种情况下闪烁似乎消失了。这会使光看起来是稳定的。

以上所解释的概念称为相关采样,在结构光 3D 扫描仪中具有良好的效果。通过选择满足以下方程的曝光时间,它可以滤除来自环境光源的随时间变化的噪声:

\[t_{exp} = \frac{n}{2f_s},\quad n \in \mathbb{N}^{+}\]

其中 \(n\) 是正整数, \(f_s\) 是光源的频率。

在存在强烈闪烁的环境光源的情况下,请使用电网周期倍数的采样率(曝光时间):

  • 在 50 Hz 电网频率下为 10 000 µs 的倍数。

  • 在 60 Hz 电网频率下为 8 333 µs 的倍数。

采用直流电源的光源,例如聚光灯,或者≥1kHz的LED,不会产生随时间变化的噪声。

干扰对彩色图像的影响

闪烁的环境光干扰(彩色图像)

通过调整与电网频率相适应的曝光时间减轻干扰

Interference from flickering ambient light (color image)

Interference mitigated with the exposure time adapted to the grid frequency

50 Hz 环境光适应

下表列出了在使用 50 Hz 电网频率的国家/地区建议使用的一些曝光时间。请注意,您还可以使用 10 000 µs 的其他倍数,例如 30 000 µs 和 50 000 µs。

曝光时间(µs)

10 000

20 000

40 000

80 000

100 000

Stops

0

+1

+2

+3

+3.32

60 Hz 环境光适应

下表列出了在使用 60 Hz 电网频率的国家/地区建议使用的一些曝光时间。请注意,您还可以使用 8 333 µs 的其他倍数,例如 24 999 µs 和 41665 µs。

曝光时间(µs)

83 33

16 667

33 333

66 667

83 333

Stops

0

+1

+2

+3

+3.32

版本历史

SDK

变更

2.14.0

增加了对 Zivid 2+ MR130, LR110, 和 MR60 的支持,其最小曝光时间为 900 µs。