六轴并联运动学系统被称为六足机,擅长于机械和驱动系统的运动模拟和测试,多维位置传感器,以及相机和视频设备的图像稳定设计(本文的重点)。
通过多丽丝Knauer•项目经理-工业自动化|物理仪器(PI)
现代摄像系统具备惊人的能力,包括:
•在快速变化的环境条件下捕捉清晰的图片
•拍摄移动场景的快照,不模糊
•在汽车驾驶辅助系统中,识别交通标志和道路标志
•在监控系统中,识别危险情况
为了帮助量化静态和视频图像的质量,并公平地比较来自不同供应商的竞争性成像设备,一些测试设备使用六足机来模拟摄像机在操作过程中的运动。开云体育电脑版智能手机和相机制造商以及汽车和航空航天行业(以及安全和自动化技术领域)等终端用户对此非常感兴趣,他们希望最大限度地提高产品生成的静态和视频图像的质量。
最令人感兴趣的是全面测试设备的输出——图像分辨率、对比度、颜色、纹理、变焦和曝光——以及它们的自动对焦和图像稳定能力。一个典型的测试收集并分析数千张图像,以获得所有属性的统计显著结果。
挑战在于,只有在相机和相机组件在一致的条件和方法下进行测试时,图像质量测试结果才具有可比性。
以DXOMARK为例,这是一家法国相机和视频设备实验室和测试公司,为DSLR和DSC产品、智能手机、基于视频的驾驶辅助系统以及监视、航空航天、国防和机器视觉应用设备的制造商提供服务。开云体育storeDXOMARK为图像质量的分析、比较和优化提供服务。该公司的分析仪系统由硬件、软件和广泛的测试协议组成,捆绑在几个模块中,可重复获得与操作员无关的结果。根据手头的任务或正在评估的图像质量属性,可以使用和组合不同的模块。一个独特的分析仪功能(视觉噪声测量)量化与视觉感知直接相关的视觉噪声指标。视频分析包括曝光、白平衡、清晰度和改变光照条件的纹理;自动照明场景也可以针对用户特定的测试需求进行编程。最新版本的Analyzer甚至包括自拍模块,可以对智能手机前置摄像头进行准确和可重复的测试。
DXOMARK评估的测量方法是与IEEE/CPIQ和ISO TC42-WG18等国际标准化工作组的几家公司合作开发的。
稳像测试评估相机内置的光学和电子稳像系统的工作情况。这些系统的工作原理是补偿设备的移动,以防止捕获的图像模糊。例如,传感器测量线性和角度运动加速度,例如摄影师抖动的手或车辆和飞机的振动,这样系统就可以自动抵消这些影响,避免图像模糊。图像稳定系统(无论是光学还是电子)的有效性是通过日本相机制造商为定义运动模拟测试条件而建立的相机和成像产品协会(CIPA)协议进行评估的。
高重复性运动模拟:所有的稳像试验方法都要求再现相机的抖动和车辆、飞机的振动。
DXOMARK的Nicolas Touchard说:“我们必须确保模拟的频率和运动,例如围绕旋转轴(θX, θY, θZ -俯仰,偏转,滚转)在每次测试中都是相同的。”目前,我们在最新版本的Analyzer中使用了六足杆,因为在许多潜在的测试场景中,六足杆可以提供高达30 Hz的精确重复运动。”
相机和智能手机测试通常需要高达12赫兹的频率,但辅助驾驶系统的图像稳定功能需要更高的频率。由于它们的平行运动设计,六足机器人在这种精确的运动和振动模拟应用中表现出色。开云体育store在这种测试中,它们优于串行(堆叠)系统,具有更好的路径精度、可重复性和平整度。
此外,移动质量更低,以获得更好的动态性能……这对所有运动轴都是一样的。此外,电缆管理不再是一个问题,因为没有电缆在平台上移动。此外,该系统具有更紧凑的设计。
合适的规格和合格的支持:最新版分析仪中使用的六足机器人来自德国精密定位技术公司Physik Instrumente (PI)。
举个例子:PI H840六足机(通过CIPA标准DC-011-2015认证)可以测试图像稳定系统。CIPA标准定义了旋转轴、测试频率和振动振幅。
自2019年年中以来,另一种六足机正在用于分析仪。H860六足机是专门为测试图像稳定系统而设计的。它提供高达30 Hz的模拟频率,并通过高度轨迹控制的预定义轨迹、正弦曲线或自由定义路径运行。由于其无摩擦音圈驱动器和轻量化设计(由极硬的碳纤维部件组成,移动质量低),它可以实现快速流畅的运动,以及高加速度。
六足架固定在底板上,在振动模拟过程中保持测试设备安全到位。Touchard补充说:“我们选择这些六足机进行振动模拟,因为PI提供了合格的支持,例如,以软件驱动程序改编的形式。”
易于控制和自由定义的枢轴点:高性能C-887数字控制器处理控制六足机和(与用户友好的软件)使易于配置。位置以笛卡尔坐标指定,控制器计算转换以命令六个独立驱动器。六足机器人可自由定义旋转点或枢轴点,这是一项重要功能,可以让六足机器人平台适应相机图像稳定组件的位置——例如,图像传感器可以位于所有六个自由度的中间。
六足机的另一个应用是在船舶和海洋技术的陀螺仪校准(根据DIN ISO 22090-1)。更多信息,请访问corp.dxomark.com而且www.pi.ws.
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