六轴平行运动学系统被称为六脚,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(本文的重点)相机和视频设备的图像稳定设计。
通过多丽丝Knauer•项目经理-工业自动化|物理学Instrumente(π)
现代相机系统能够实现令人惊叹的壮举,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
•在监视系统中,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脚架来模拟摄像机在运行过程中的运动。对于智能手机和相机制造商、汽车和航空航天行业(以及安全与自动化技术领域)的终端用户来说,这是一种强烈的兴趣,他们希望最大化他们产品生成的静态图像和视频图像的质量。
驾驶员辅助系统也依赖于高质量的图像。(来源:π)
最令人感兴趣的是测量设备输出的综合测试——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,图像质量测试结果只有在相机和相机组件在一致的条件和方法下测试时才具有可比性。
智能手机终端用户希望他们的快照无论环境条件如何都是清晰的。(来源:π)
考虑一下DXOMARK,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、基于视频的驱动辅助系统以及用于监视、航空航天、国防和机器视觉应用的设备制造商提供测试服务。DXOMARK提供图像质量的分析、比较和优化服务。该公司的Analyzer系统由硬件、软件和广泛的测试协议组成,捆绑在多个模块中,以获得可重复的、独立于运营商的结果。根据手头的任务或评估下的图像质量属性,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、清晰度和变化光照条件的纹理;自动化照明场景也可以根据用户特定的测试要求进行编程。最新版本的Analyzer甚至包括自拍模块,以实现准确和可重复的智能手机前置摄像头测试。
新的DXOMARK分析仪是一个可靠的高性能测量系统,用于定量的静态和视频图像质量输出的测试设备。
DXOMARK评估的测量方法是与几家参与IEEE/CPIQ和ISO TC42-WG18等国际标准化工作组的公司合作开发的。
图像稳定测试评估相机内置光学和电子图像稳定系统的工作情况。这些系统的工作是补偿设备的移动,以防止捕获的图像模糊。例如,传感器可以测量直线和角方向的运动加速度,比如摄影师的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(无论是光学的还是电子的)的有效性由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。
高重复性运动模拟:所有的稳像测试方法都要求再现相机的抖动以及车辆和飞机的振动。
DXOMARK的Nicolas Touchard说:“我们必须确保模拟的频率和运动,如旋转轴周围的那些(θX, θY, θZ -俯仰、偏航、滚转)在每次测试中是相同的。”“我们目前在最新版本的Analyzer中使用六足动物,因为六足动物可以在许多潜在的测试场景中提供高达30hz的精确重复性运动。”
“模拟运动必须在所有测试中保持不变。六足动物非常适合这项任务,”Touchard说。
相机和智能手机测试通常需要高达12hz的频率,但司机辅助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,六足机器人在这样精确的运动和振动仿真应用中表现突出。在这样的测试中,它们在路径精度、重复性和平整度方面优于串行(堆叠)系统。
此外,为了更好的动态性能,移动的质量更低……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,因为平台上没有电缆移动。此外,该系统具有更紧凑的设计。
合适的规格和合格的支持:最新版本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 instrument (PI)。
例如:PI H840六足机(通过CIPA标准DC-011-2015认证)允许测试图像稳定系统。CIPA标准定义了旋转轴、测试频率和振动幅度。
H-840六脚架设计用于测试图像稳定系统,并通过了CIPA标准DC-011-2015认证。(来源:DXOMARK)
自2019年年中以来,分析器中使用了另一种六足动物。H860六脚架是专门为测试图像稳定系统而设计的。它提供高达30赫兹的仿真频率,并旅行预定义的轨迹,正弦或自由定义的路径与高度的轨迹控制。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,运动质量低——它可以实现快速和平稳的运动,以及高加速度。
PI H-860六足机器人(每个轴上都有直接驱动)可以模拟30赫兹的振动以及预定义的旅行轨迹、正弦运动和其他自由定义的路径。(来源:DXOMARK)
六脚固定在带有支架的底板上,以便在振动模拟期间保证测试设备的安全就位。Touchard补充说:“我们选择这些六足体进行振动模拟,因为PI提供了合格的支持——例如,以软件驱动程序适配的形式。”
易于控制和自由定义的枢轴点:高性能C-887数字控制器手柄控制的六脚和(用户友好的软件),使配置容易。位置在笛卡尔坐标中指定,控制器计算转换来命令6个单独的驱动器。六足可自由定义旋转或枢轴点是一个基本特征,使六足平台适应相机的图像稳定组件的位置-所以图像传感器可以位于所有六个自由度的中间,例如。
这是一个来自PI的C-887数字控制器,允许轻松控制在笛卡儿坐标中指定的六脚。控制器自动为六足的六个独立驱动器进行转换。
根据DIN ISO 22090-1,六脚在船舶和航海技术陀螺罗盘校准中的另一个应用。欲了解更多信息,请访问corp.dxomark.com和www.pi.ws.
了下:线性运动技巧




