圖1 無人機RGB CMOS 攝像頭

無人機 (UAV) 使用(yòng) RGB CMOS 攝像頭為(wèi)其駕駛員提供視野，并為(wèi)其人工(gōng)智能(néng) (AI) 計算機導航系統提供導航。在大多(duō)數情況下，這些攝像頭必須“足夠好”，駕駛員才能(néng)在合理(lǐ)的距離内看到并識别現實生活中(zhōng)的物(wù)體(tǐ)。在戰術應用(yòng)和越來越多(duō)的自主應用(yòng)中(zhōng)，RGB 攝像頭的連續數據流不僅用(yòng)于導航，還用(yòng)作(zuò)任務(wù)期間周圍活動的時間記錄。這些時間序列視頻對于識别場景中(zhōng)的活動非常有(yǒu)用(yòng)，這些活動為(wèi)關鍵決策提供背景和曆史記錄。

圖2 UAV（無人機）

例如，無人機可(kě)以長(cháng)時間（數小(xiǎo)時）觀察一個特定區(qū)域，并随着時間的推移“看到”人類正在重複進行的活動，這些活動可(kě)能(néng)意味着監視、行為(wèi)模式或潛在危險的戰術情況。攝像機可(kě)以在其分(fēn)辨率範圍内提供很(hěn)好的缺席或存在記錄，但現在，在許多(duō)情況下，觀察到的場景的顔色和真實渲染成為(wèi)了主要細節。汽車(chē)的真實顔色是什麽？襯衫的真實顔色是什麽？可(kě)能(néng)會影響是否找到正确目标的關鍵細節。持續長(cháng)時間（8 小(xiǎo)時以上）飛行意味着攝像機觀察所處的光照條件不是恒定的，因為(wèi)日光光譜會發生變化，天氣條件也可(kě)能(néng)會改變光照條件。目前，這些RGB相機使用(yòng)基本的方法(IQPC #)進行測試，該方法是為(wèi)手機使用(yòng)設計的，在實際使用(yòng)條件下，無法呈現真實顔色。為(wèi)此需要一種更好的方法來測試和驗證這些攝像機的顯色性，以提高任務(wù)視頻的保真度并促進更好的決策能(néng)力。

圖3 攝像機

商(shāng)業挑戰

客戶目前正在使用(yòng)由氙燈照射的 Macbeth ColorChecker 進行輻射顔色校準，如下所示。

圖4 标準色卡

這大緻模拟了“日光”照明條件 - 或 D65 (6500K)。該方案無法将較低或較高的色溫（黎明、黃昏、陰天）或人造照明條件（路燈、前燈、建築照明）考慮在内。 較好的解決方案是使用(yòng)光譜可(kě)調積分(fēn)球光源在實際光譜下照亮這些标準色卡，以驗證真實環境條件下的相機性能(néng)。具(jù)體(tǐ)來說，客戶想要在所有(yǒu)相關條件下對這些标準圖卡的反射顔色進行光譜測量，然後對相機模拟每一種測量到的顔色。陰天、萬裏無雲的天空、一天中(zhōng)的時間（黎明、黃昏）演變以及各種人為(wèi)光源，隻是測量标準圖卡顔色時積分(fēn)球均勻光源模拟的一部分(fēn)。

圖5 标準色卡不同顔色光譜反射率

對于客戶來說，關鍵的顔色是Macbeth的顔色紅色，綠色，藍色，青色，黃色，品紅，紫色，橙色。我們需要一種具(jù)有(yǒu)通用(yòng)性的儀器來“學(xué)習”任何顔色，并快速複制這些光譜，并以絕對校準的x,y色度坐(zuò)标球作(zuò)為(wèi)完整測試的連接點。

Labsphere （藍菲光學(xué)）的解決方案

圖6 藍菲光學(xué)Labsphere積分(fēn)球均勻光源

通過直接控制單個表面的光譜和強度，Labsphere（藍菲光學(xué)） 的 CCS 積分(fēn)球均勻光源（現升級為(wèi)Spctra-FT 光譜可(kě)調積分(fēn)球均勻光源）具(jù)有(yǒu)許多(duō)優勢。

圖7 藍菲光學(xué)積分(fēn)球均勻光源界面圖

标準積分(fēn)球光源系統采用(yòng)16通道， 光譜“拟合”的改進或光譜範圍的增加，可(kě)以通過具(jù)有(yǒu)更多(duō)通道的光引擎來實現。 定制系統采用(yòng) 24 通道光引擎，并通過選擇光源優化所需光譜。 客戶隻需提供在相關照明下測得的反射光譜。

CCS 積分(fēn)球均勻光源（現升級為(wèi)Spctra-FT 光譜可(kě)調積分(fēn)球均勻光源）提供了一個mathematical solver，可(kě)以将系統光譜通道拟合為(wèi)與測量的色譜最接近的光譜和幅度匹配。 解決後，可(kě)以非常準确地保存和訪問新(xīn)的測試光譜。 光譜可(kě)以在不到一秒(miǎo)的時間内切換，從而能(néng)夠在寬範圍顔色和條件下進行快速測試。

優點

• 用(yòng)于戰術和制導攝像機的真實顔色、真實光譜、真實條件驗證

• 模拟光譜的準确 x、y、渲染值

• 光譜引擎變化可(kě)涵蓋可(kě)見光譜、400-900nm 或以上

• 光譜solver可(kě)在幾分(fēn)鍾内導入和創建光譜。

• 熱穩定和直流電(diàn)流穩定的 LED 技(jì )術，可(kě)提供數千小(xiǎo)時的絕對校準操作(zuò)

• 緊湊外形，便于生産(chǎn)或研發

• 易于對系統進行編程以直接或遠(yuǎn)程控制

• 光譜之間切換速度快，穩定性 <1 秒(miǎo)