曝光时间与运动模糊计算器
计算曝光期间工件运动造成的模糊距离,换算为物方像素数,并推导满足模糊上限的最大曝光时间。
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计算公式与适用条件
| 模糊距离 | b = v × t(v 单位 mm/s,t 单位 s) |
|---|---|
| 模糊像素数 | n = b / p_物 |
| 最大曝光时间 | t_max = 允许模糊像素 × p_物 / v |
参数定义
| 工件速度 | 曝光期间物体与相机的相对速度(mm/s)。 |
|---|---|
| 曝光时间 | 传感器曝光(快门)时间(µs)。 |
| 物方像素尺寸 | 相机像元尺寸除以光学倍率。 |
| 允许模糊 | 可接受的最大模糊量(像素),常以 0.5–1 像素为起点。 |
使用示例
- 工件速度 500 mm/s,曝光 1000 µs:模糊 = 0.5 mm = 500 µm。
- 物方像素尺寸 5 µm/px 时,模糊达 100 像素,远超检测可接受范围。
- 若要求模糊 ≤ 1 像素,最大曝光 = 1 × 5 / 500 × 1000 = 10 µs,通常需要强频闪照明与全局快门相机。
常见问题
这个结果能保证图像质量吗?
不能。曝光只是因素之一;照明强度、增益、传感器噪声、运动方向与光学传递函数共同决定成像质量。
需要用全局快门吗?
高速运动场景建议用全局快门以避免卷帘快门的畸变;曝光极短时通常需要脉冲或频闪照明来保证足够信号。
所需曝光时间太短、照明不够怎么办?
提高照明强度、使用与曝光同步的频闪光源、降低产线速度,或在检测允许的前提下降低倍率(增大物方像素尺寸)。
模糊在两个方向都一样吗?
模糊方向取决于相对运动方向;若只沿单一方向运动,模糊只出现在该方向。本计算假设运动垂直于光轴。
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