颜色识别
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颜色识别原理颜色识别是一种常见的图像处理技术,它可以通过对图像中的像素进行分析,判断像素的颜色属性,并将其归类为不同的颜色类别。
颜色识别在许多领域中都有广泛的应用,如计算机视觉、机器人技术、自动驾驶等。
颜色识别的原理主要基于图像处理和计算机视觉的技术。
首先,对图像进行预处理,包括图像的采集、去噪和增强等操作。
然后,通过对每个像素的颜色值进行分析,可以得到每个像素的RGB(红绿蓝)值。
RGB值是描述颜色的一种常见方式,它分别表示红色、绿色和蓝色的亮度。
通过对RGB值进行计算和比较,可以确定像素的颜色属性。
在颜色识别中,常用的方法是通过对RGB值进行阈值分割。
阈值分割是将图像中的像素根据其RGB值与预设阈值的关系进行分类的方法。
具体而言,可以根据颜色的特征设定阈值,如红色的RGB值通常具有较高的红色分量,而绿色和蓝色的RGB值通常较低。
因此,可以通过设定适当的阈值,将图像中的像素分为红色、绿色和蓝色等不同的颜色类别。
除了阈值分割外,还可以使用其他方法进行颜色识别,如基于颜色空间的分类方法。
常见的颜色空间包括RGB、HSV(色调、饱和度、亮度)和Lab(亮度、a、b)等。
通过将像素的颜色值转换到不同的颜色空间,可以更好地描述和分类颜色。
例如,在HSV颜色空间中,色调表示颜色的基本属性,饱和度表示颜色的纯度,亮度表示颜色的明暗程度。
通过设定适当的阈值,可以将图像中的像素分为不同的颜色类别。
颜色识别在实际应用中有着广泛的应用。
例如,在机器人技术中,颜色识别可以帮助机器人识别和追踪特定颜色的物体。
在自动驾驶中,颜色识别可以帮助车辆识别并遵循交通信号灯。
此外,颜色识别还可以用于产品质量控制、图像检索等领域。
然而,颜色识别也面临一些挑战。
例如,在复杂的环境下,颜色识别可能受到光照、阴影和反射等因素的影响。
此外,不同的物体可能具有相似的颜色,导致颜色识别的误判率增加。
为了提高颜色识别的准确性和鲁棒性,需要结合其他图像处理和机器学习技术,如边缘检测、形状分析和分类器训练等。
学习颜色的识别通过学习颜色的识别,我们能够拓宽自己的视野,培养审美能力,提高生活品质。
本文将围绕颜色的基本概念、色轮理论、颜色的心理作用以及如何进行颜色的识别和应用等方面展开论述。
一、颜色的基本概念颜色是由光的不同波长和频率决定的,是我们感知光的一种方式。
颜色包括红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等基本色。
每种颜色都有自己的特点和象征意义,比如红色象征热情和力量,蓝色象征冷静和稳重等。
二、色轮理论色轮是一种将颜色按照次序排列的工具,常见的有传统色轮和现代色轮。
传统色轮将颜色分为三原色(红、黄、蓝)和三间色(橙、绿、紫),相邻颜色混合可得到中间色。
现代色轮将颜色分为主色、辅色和中间色,更适合现代设计的需要。
三、颜色的心理作用不同的颜色对人们的情绪和心理状态有不同的影响。
红色能够激发人的热情和活力,适合运动场所的装饰;蓝色则能够静心,适合办公场所的设计。
了解颜色的心理作用,可以有意识地运用颜色来影响我们的心情和情绪。
四、颜色的识别和应用1. 颜色的识别在学习颜色的识别时,我们可以通过观察日常生活中的事物来进行训练。
比如通过观察水果的颜色来辨认不同的色彩,逐渐培养自己的颜色辨识能力。
2. 颜色的应用颜色在设计、艺术和时尚等领域都有广泛应用。
在室内装饰中,我们可以选用温暖色调,如黄色和橙色,来增添温馨的氛围;在服饰搭配中,我们可以利用颜色的对比和搭配原则,打造个性时尚的形象。
五、颜色的经典案例分析1. 著名画家梵高的《向日葵》系列作品,运用了鲜明的黄色,表达出了明朗欢快的情感。
2. 世界知名品牌苹果公司的logo采用了简洁的银色和黑色,营造出了高端科技感。
3. 红色的红十字会标志,象征着爱心和救助,给人以安心和温暖的感觉。
六、结语颜色是我们生活中不可或缺的一部分,通过学习颜色的识别,我们能够更好地欣赏和理解世界。
希望本文对读者能够有所启发,激发对颜色的兴趣,将其应用于生活和工作中,创造更加美好的体验。
常用来识别颜色的方法
要想准确识别颜色,除了肉眼观察外,还需要一些更有效的方法。
首先,最常用的颜色识别方式是色码法。
也就是根据不同颜色来设定不同的颜色代码,据
此可以精准的进行颜色识别。
比如RGB色彩系统,此系统可以将一种颜色拆解成三个基
本色,分别是红、绿、蓝。
据此,可以构建出无数的色彩,从而可以精准的识别特定的颜色。
其次,光谱分析法是一种比较常用的颜色识别方法,它可以根据物体反射的光谱线把物体
分为不同的颜色。
比如,我们可以根据物体反射的红光光谱比例,就可以将它划分为红色。
此外,我们也可以根据物体反射的荧光光谱或漫反射光谱,来精确的识别不同的颜色。
最后,紫外线颜色识别法也是非常有效的识别颜色的方法。
根据不同物体材质对紫外线的
不同反应,可以判断出该物体的颜色。
比如,当物体受到紫外线的照射时,如果反应强烈,则可以认定该物体的颜色为白色;反之则颜色为黑色。
总之,现代色彩识别技术包括色码法、光谱分析法、紫外线颜色识别法等,它们都能实现精准颜色识别,是不可或缺的必备知识。
颜色识别原理
颜色识别是通过对物体表面反射的光进行分析来判断其颜色的过程。
光是一种波动的电磁辐射,它在与物体表面接触时会被吸收、反射或透射。
在我们日常生活中,物体的颜色是由其表面对白光的反射波长分布决定的。
白光是由各种波长的光混合在一起形成的,波长较长的光对应红色,波长较短的光对应蓝色。
当白光照射到物体上时,其中的某些波长被物体吸收,而其他波长则被反射出来。
通过光谱分析仪或光敏元件,我们可以分离出物体反射的光,并测量不同波长的光强度。
根据光的波长与颜色之间的对应关系,我们可以将测得的光谱信息转化为具体的颜色。
在计算机视觉领域,颜色识别通常是通过提取图像中像素的RGB(红绿蓝)值来进行的。
每个像素点的RGB值表示了红、绿、蓝三个分量的亮度,通过对这些值的组合可以得到各种颜色。
计算机可以根据事先设定的颜色范围来判断像素点的颜色,从而实现颜色识别的任务。
总结起来,颜色识别的原理是通过对光的波长分布或图像像素的RGB值进行分析,判断物体的颜色。
这种方法在很多领域
都有广泛的应用,如机器人视觉、图像处理、自动驾驶等。
识别各种颜色颜色是人类生活中不可或缺的元素,通过色彩可以表达出复杂的情感和思想。
因此,能够准确识别各种颜色对于我们来说是非常重要的。
在本文中,我们将讨论如何准确识别各种颜色。
一、颜色的基本概念颜色是物体反射、透过或发射光线的特定波长和频率的视觉感受。
人类眼睛可以识别可见光谱中的颜色,其中包括红、橙、黄、绿、青、蓝和紫等颜色。
二、如何识别颜色1. 视觉感受人眼是识别颜色的器官,通过视网膜上的感光细胞,将光线转化成神经信号,然后传递到大脑的视觉皮层,产生对色彩的感知。
2. 色彩对照表色彩对照表是一种用于标准化颜色识别的辅助工具。
例如,Pantone 色卡是一种常用的色彩对照表,可用于印刷、纺织、塑料等行业。
3. 工具辅助使用工具可以帮助我们准确识别颜色。
例如,相机、扫描仪、色彩仪等可以对颜色进行精确测量和分析,从而得出颜色的具体数值和特征。
三、颜色的应用颜色在很多领域都有广泛的应用,例如服装设计、室内设计、平面设计、营销和广告等行业。
正确的使用颜色可以打动人们的情感,传达公司品牌形象和宣传理念。
1. 认知和文化因素不同的文化背景和认知习惯可能会影响人们对颜色的感知和应用。
例如,西方文化中,红色通常表示爱情和热情,而在中国,红色则表示喜庆和吉祥。
2. 颜色的自然趋向不同的颜色在自然界中具有不同的趋向和联系。
例如,蓝色通常与天空和水联系在一起,绿色则与自然和健康有关。
3. 人体生理反应颜色可以对人体产生不同的生理反应。
例如,红色可以增强人体的情绪和兴奋感,而蓝色则可以降低人体的心率和呼吸频率,有助于放松。
四、结束语在我们的日常生活中,正确的使用和识别颜色可以让我们生活更加丰富有趣。
通过掌握颜色的基本概念和识别方法,我们可以更好地利用颜色,让它们在我们的生活中发挥更大的作用。
颜色识别传感器原理颜色识别传感器是一种能够识别物体颜色的传感器,它可以广泛应用于工业自动化、机器人、智能家居等领域。
其原理主要基于光学和电子技术,通过对物体反射的光信号进行分析,从而实现对颜色的识别。
下面将详细介绍颜色识别传感器的原理及其工作过程。
1. 光学原理。
颜色识别传感器利用光学原理来实现对物体颜色的识别。
当光线照射到物体表面时,不同颜色的物体会吸收或反射不同波长的光。
传感器通过接收物体反射的光信号,利用光电二极管等光敏元件将光信号转换为电信号,然后对这些电信号进行分析,从而确定物体的颜色。
2. 色彩空间。
在颜色识别中,常用的色彩空间有RGB色彩空间、CMYK色彩空间、HSV色彩空间等。
RGB色彩空间是通过红、绿、蓝三种基色的组合来表示颜色,CMYK色彩空间是通过青、品红、黄、黑四种颜色的组合表示颜色,而HSV色彩空间则是通过色相、饱和度、亮度三个参数来描述颜色。
传感器可以根据不同的应用需求选择合适的色彩空间进行颜色识别。
3. 颜色识别算法。
颜色识别传感器通过内置的颜色识别算法来对接收到的光信号进行处理,从而实现对物体颜色的识别。
常用的颜色识别算法包括阈值法、统计法、模式匹配法等。
阈值法是通过设置一定的阈值来判断物体的颜色,统计法是通过对一定区域内的像素颜色进行统计来确定物体的颜色,而模式匹配法则是通过比较物体颜色和预先设定的颜色模式进行匹配来实现颜色识别。
4. 工作过程。
颜色识别传感器在工作时,首先会发射一束光线照射到物体表面,然后接收物体反射的光信号。
接收到的光信号经过光电二极管等光敏元件转换为电信号,然后通过内置的颜色识别算法对这些电信号进行处理,最终确定物体的颜色。
传感器可以输出数字信号或模拟信号,从而实现对物体颜色的精确识别。
5. 应用领域。
颜色识别传感器在工业自动化中广泛应用于产品分拣、包装装配、质量检测等领域。
在机器人领域,颜色识别传感器可以用于物体抓取、路径规划等任务。
在智能家居中,颜色识别传感器可以用于智能灯光控制、智能家电控制等方面。
如何提高对颜色辨识度的技巧【原创实用版3篇】《如何提高对颜色辨识度的技巧》篇1以下是一些提高对颜色辨识度的技巧:1. 练习观察和辨认颜色:开始时可以使用简单的颜色拼图或颜色识别游戏进行练习。
逐渐增加难度,观察并辨认更复杂的颜色组合。
2. 熟悉颜色名称:了解各种颜色的名称,例如红色、绿色、蓝色等等,有助于更准确地描述所看到的颜色。
3. 了解色彩理论:学习色彩理论,了解颜色的组合、对比和互补关系,有助于更好地理解和识别颜色。
4. 训练视觉感知:通过练习观察和辨认形状、纹理和颜色等视觉元素,可以提高视觉感知和辨认能力。
5. 使用对比色:使用对比色可以帮助更好地识别颜色。
例如,将黄色放在紫色旁边,可以更容易地看到它们之间的区别。
6. 改变观察角度:改变观察角度可以更好地识别颜色。
例如,从不同的角度观察一个物体,可以更好地看到它的颜色。
7. 使用色彩标记:使用色彩标记可以帮助更好地识别颜色。
例如,在整理文件时,可以使用不同颜色的标签来标识不同类型的文件。
提高对颜色的辨识度需要大量的练习和熟悉度。
《如何提高对颜色辨识度的技巧》篇2以下是提高对颜色辨识度的技巧:1. 练习观察颜色:开始观察周围的颜色,注意颜色的细微差别。
尝试在每天的不同时间、不同光线条件下观察同一种颜色,以帮助自己更好地识别颜色的变化。
2. 了解颜色术语:了解颜色术语,例如色相、饱和度和明度,可以帮助自己更好地理解和描述颜色。
3. 比较颜色:将两种颜色放在一起比较,可以帮助自己更好地看出它们之间的差异。
可以使用专业的颜色比较工具,也可以使用简单的方法,例如将两种颜色放在一张白纸旁边进行比较。
4. 训练色觉:色觉是指人们识别颜色的能力。
通过观看色觉训练视频、使用色觉训练应用程序等方式,可以训练自己的色觉,提高对颜色的辨识度。
5. 使用色彩管理系统:在设计、绘画等领域中,使用色彩管理系统可以帮助自己更准确地识别和应用颜色。
色彩管理系统可以校准屏幕、打印机和其他设备,确保颜色在不同媒介中呈现一致。
快速识别颜色颜色是我们日常生活中不可或缺的一部分,它们不仅能给人以不同的感觉和情绪,还在各行业有着广泛的应用。
快速识别颜色,对于许多人来说是一项基本的能力。
然而,对于一些色盲人群来说,准确识别颜色却是一项挑战。
本文将介绍一些快速识别颜色的方法,帮助人们更好地辨认和应用颜色。
一、使用色彩搭配工具色彩搭配工具能够帮助人们快速识别和搭配各种颜色。
例如,对于设计师来说,Adobe公司开发的Photoshop软件提供了丰富的色彩搭配工具,用户可以轻松选择和调整各种颜色,实现理想的设计效果。
此外,还有一些在线网站和手机应用程序,如ColorHunt和Paletton等,用户可以通过它们随时随地获取颜色信息和搭配方案。
二、运用色彩理论色彩理论可以帮助人们了解颜色之间的相互关系,促进快速识别和搭配。
常见的色彩理论包括对比度原理、色彩互补原理和色彩分割原理等。
通过学习和应用这些理论,人们可以更好地理解不同颜色之间的关联,从而快速识别出所需要的颜色。
三、注意颜色的语言特征颜色在不同的文化和语境中具有不同的意义和象征。
通过注意颜色的语言特征,人们可以更准确地识别和理解颜色。
比如,在某些文化中,红色代表幸福和吉利,而在另一些文化中,红色则代表危险和暴力。
因此,了解颜色的语言特征能够帮助人们更好地识别和运用颜色。
四、利用颜色辨认工具对于色盲人群来说,识别颜色是一项艰巨的任务。
然而,现代科技为他们提供了帮助。
一些智能手机应用程序,如Color Blind Pal和EnChroma等,可以帮助色盲人群识别颜色。
这些应用程序通过调整色彩显示和色彩识别算法,使得色盲者能够更准确地辨认颜色。
五、练习和培养颜色识别能力世上没有一蹴而就的绝对技巧,通过不断的练习和培养,人们可以提高颜色识别能力。
一种常见的练习方法是通过观察和分辨不同的颜色样本,例如彩虹色谱。
另外,还可以通过参观艺术展览和色彩丰富的自然环境,加深对颜色的感知和理解。
总之,快速识别颜色是一项重要的能力,它在我们日常生活中发挥着重要作用。
学会分辨不同的颜色颜色是我们生活中一个非常重要的视觉元素,它能够给我们带来视觉美感,同时也在很多方面发挥着重要的作用。
然而,有些人在分辨不同的颜色上可能存在困难。
本文将介绍一些方法,帮助大家学会分辨不同的颜色。
一、了解基本颜色首先,我们需要对基本颜色有一定的了解。
常见的基本颜色包括红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫、黑、白、灰等。
每种基本颜色都有其特定的色调和明暗度。
通过对基本颜色的学习和观察,我们可以逐渐熟悉不同颜色之间的区别。
二、使用颜色轮颜色轮是一种帮助我们理解和分辨颜色的工具。
它将颜色按照一定的规律排列在一个圆形图案中。
通过观察颜色轮,我们可以更直观地感受不同颜色之间的关系和差异。
三、比较颜色的明暗度和饱和度除了基本的颜色区分外,我们还需要学会分辨颜色的明暗度和饱和度。
明暗度指的是颜色的明亮程度,饱和度指的是颜色的纯度。
比较颜色的明暗度和饱和度有助于更准确地识别颜色的差异。
四、练习颜色识别为了帮助我们更好地分辨不同的颜色,我们可以进行一些练习。
可以使用颜色卡片或者电子设备上的颜色选择器,将不同的颜色呈现在眼前,并尝试识别它们。
随着不断的练习,我们的颜色识别能力将会有所提高。
五、借助辅助工具对于一些色盲患者或者存在较严重颜色识别困难的人群,可以借助一些辅助工具来帮助他们分辨不同的颜色。
比如色盲辅助眼镜、手机应用程序等,这些工具能够通过调整颜色的亮度和对比度来增强不同颜色之间的辨识度。
总结:学会分辨不同的颜色对于我们的生活和工作都非常重要。
通过了解基本颜色、使用颜色轮、比较颜色的明暗度和饱和度、练习颜色识别以及借助辅助工具,我们可以提高自己的颜色识别能力。
希望本文的介绍对大家有所帮助,让我们能够更好地欣赏和运用丰富多彩的颜色世界。
教两岁孩子识别颜色的方法
教孩子认识颜色是一个有趣而有益的任务。
以下是一些方法可以帮助您教孩子认识颜色:
1. 使用彩色物品:让孩子看到和触摸不同颜色的物品,如颜色玩具、颜色穿着的衣服、颜色的水杯等等。
通过触摸和感官体验来帮助孩子认识颜色。
2. 颜色分类游戏:在一张纸上画上几个不同颜色的圆圈,让孩子把同一颜色的圆圈放在一起。
3. 看书:给孩子看有关颜色的书籍。
可以从简单的颜色书开始,然后逐渐过渡到更复杂的颜色概念。
4. 唱歌:唱歌也是一种有趣的学习方法。
可以唱一些颜色相关的歌曲,如《红红的小蘑菇》、《彩虹歌》等。
5. 颜色游戏:可以玩一些颜色相关的游戏,如找颜色、猜颜色等。
请记住,幼儿的学习过程应该是有趣的和愉悦的,不要强迫他们去学习。
用轻松、有趣的方式来帮助他们认识颜色,这样孩子会更容易接受和记住。
第1章绪论1.1论文的背景颜色识别兴起的时间较晚,但在实时检测系统及自动控制方面具有重要意义,单片机及微机的引入提高了颜色识别的速度及智能化程度。
国内与国外尚存在较大差距,识别的精度,灵敏度,颜色范围,快速性成为颜色识别的主要问题。
深入研究传统颜色识别系统十分必要,同时对国外先进的颜色识别仪器进行了解,可以在某种程度上给我们以启示。
1.2颜色识别的应用及意义颜色识别在现代生产中的应用越来越广泛,无论是遥感技术,工业过程控制,材料分拣识别,图像处理,产品质检,机器人视觉系统,还是某些模糊的探测系统都需要对颜色进行探测,而颜色传感器的飞速发展,生产过程中长期由人眼起主导作用的颜色识别工作将越来越多地被颜色传感器所替代。
为这上述应用的自动化实现提供了可能。
1.3 颜色识别的国内外研究现状及发展前景颜色识别是新兴的测控技术,普通的工业应用如材料分拣,商标识别等已广泛应用。
但高精密的颜色识别技术仍掌握在少数发达国家如美国,日本手中。
我国在机器人视觉系统方面已取得了举世瞩目的成就,但在摄取数码影像,高分辨率的颜色识别方面仍缺乏自主研发的能力。
随着颜色传感器的广泛应用,颜色识别技术已成为仪器自动化,智能化的重要组成部分,发展前景十分广阔。
1.4 论文的构成及研究内容本文首先在对传统的颜色识别技术的了解下,研究了以下内容:1. 颜色识别的基本原理及常识。
2. 色敏传感器的介绍及识别颜色的原理,并对现在市面上使用的颜色传感器进行分类。
3. 识别单色光的识别系统的精密放大器的模拟电路仿真及单通道A/D转换。
4. 识别全色光的识别系统的I-V变换设计及三通道数据采集显示的设计与仿真。
5. 自设计的利用电压比较器识别颜色的基本原理及相应仿真。
6. TCS230介绍及设计基于TCS230与51单片机的颜色识别系统与仿真。
第2章颜色识别的原理及常识2.1颜色识别的基本常识1.可见光一般来说,可见光波长在380—780nm之间,在光谱范围内,不同波长的辐射引起人的不同颜色感觉。
大多硅光电二极管的光谱影响范围在300—1000nm之间,可以满足要求。
2.颜色的特性1)色调(hue)以波长为基础,是区分不同颜色的特征属性。
2)饱和度(saturation)反映颜色的纯度,任意一种颜色都可以看作某种光谱色与白色混合的结果,光谱色所占比例越大,颜色的饱和度越高。
3)亮度(lightness)是描述颜色亮暗的一种属性,是一种光强度的测量方法,与光的能量有关。
3.三基色原理:适当选取三种基色(红,绿,蓝),将它们按不同比例进行合成,就可以引起不同的颜色感觉,合成彩色光的亮度由三个基色的亮度之和决定,色度由三基色分量的比例决定,三基色彼此独立,任一种基色不能由其他两种颜色配出。
国际照明委员会(CIE)推荐使用波长为700nm(红),546.1nm(绿),435.8nm(蓝)。
通常所看到的物体颜色,实际上是物体表面吸收了照射到它上面的白光(日光)中的一部分有色成分,而反射出的另一部分有色光在人眼中的反应。
白色是由各种频率的可见光混合在一起构成的,也就是说白光中包含着各种颜色的色光(如红R、黄Y、绿G、青V、蓝B、紫P)。
根据德国物理学家赫姆霍兹(Helinholtz)的三原色理论可知,各种颜色是由不同比例的三原色(红、绿、蓝)混合而成的。
4.Pixel 是由 Picture(图像) 和 Element(元素)这两个单词的字母所组成的,是用来计算数码影像的一种单位,也称为“像素”。
5.半导体的基本知识:根据物体导电能力(电阻率)的不同,划分为导体、绝缘体和半导体。
半导体的电阻率为10-3~109 cm。
典型的半导体有硅Si和锗Ge以及砷化镓GaAs 等。
半导体的特点:(1)导电能力不同于导体、绝缘体;(2)受外界光和热刺激时电导率发生很大变化——光敏元件、热敏元件;(3)掺进微量杂质,导电能力显著增加——半导体。
半导体二极管的伏安特性曲线可近似为I=Ise VD/VT由此公式可设计对数电路。
图2.1 半导体二极管的伏安特性曲线 式中I S 为反向饱和电流,V D 为二极管两端的电压降,V T =kT/q 称为温度的电压当量,k 为玻耳兹曼常数,q 为电子电荷量,T 为热力学温度。
对于室温(相当T=300 K ),则有V T =26 mV 。
半导体光电二极管为将光信号转换成电信号,并且根据半导体二极管的伏安特性可组成对数运算电路,进而组成颜色调理电路(精密放大器)。
2.2 色敏器件及色敏传感器原理:[1]色敏器件:(1)硒光电池:最古老的光电探测器件,其特点是光谱响应几乎与人眼一样,常用于高端设备。
(2)硅光电二极管和三极管:在光照条件下硅光电二极管的短路电流与光能成正比;光电三极管也称光电晶体管,在把光信号变为电信号的同时,还将信号电流放大。
二者灵敏度很高,但光谱相应曲线与人眼相差较远,很难与滤色片配合达到满意的效果。
(3)半导体色敏器件:即双结光敏二极管。
[2]色敏光电传感器原理:色敏光电传感器是半导体光敏传感器的一种,是基于内光电效应将光信号转换为电信号的光辐射探测器件。
可直接测量从可见光到近红外波段内单色辐射的波长,是一种新型的光敏器件。
(1)双结色敏传感器是检测单色光的常用传感器,是一种不使用滤色器的双结型光伏二极管。
由同一块硅基片上两个结深不同的P-N 结光电二极管根据深浅结对不同波长的光灵敏度的不同,其中,浅结对紫外光灵敏度较高;深结对红外光灵敏度较高。
这就使其具有识别颜色的功能。
当入射光强度保持一定时,器件中两只光电二极管短路电流比值Isd1/Isd2与入射单色光(一般由单色光照射待测物体反射后得到)波长存在一一对应关系,根据标定的曲线及对应关系,即可唯一)1(e T S -=V V D I I确定该单色光的波长。
虽然对于固定波长的入射光由于外界环境的影响,在不同时刻同一结输出的电流有起伏,但同一时刻2个结的对数电流比为一定值。
下图为光伏二极管结构图。
图2.2 光伏二极管结构图(2)全色色敏传感器:在可见光传感器的玻璃衬底的入光面上同时涂盖一层红,绿蓝三基色滤色片而成;当物体或发光体反射来的光入射到红,绿,蓝三基色滤色片的检测部分上时,测量三原色的光谱强度,根据三色强度比可识别颜色。
图2.3 三刺激值光电转换结构图[3]色敏光电传感器特性:(1)光谱特性:表示它能检测的波长范围,不同型号略有差别,常见的CS-1型,其波长范围是400-1000nm。
(2)短路电流比-波长特性:是表征半导体色敏器件对波长的识别能力,以确定波长的基本特性。
(3)温度特性:由于光电二极管是做在同一块材料上的,具有相同的温度系数,这种内部补偿作用使色敏光电器件对温度不十分敏感,所以通常不考虑温度的影响,只要保证器件工作在正常的温度范围内即可。
2.3 颜色识别基本步骤利用颜色传感器(主要为色敏传感器)将光信号转换为电流转换,再进行微小电流信号预处理,再进行A/D转换,最后将数字信号交予单片机或微机处理。
2.4颜色传感器分类目前,用于颜色识别的传感器有两种基本类型。
其一是色标传感器,其二是RGB颜色传感器,也是本文接下来研究的重点。
1)色标传感器:色标传感器常用于检测待测色标或物体上的斑点,通过与非色标区(或背景)相比较来实现色标检测,而不是对颜色进行直接测量。
光源垂直于目标物体安装,而接收器与物体成锐角方向安装,让它只检测来自目标物体的散射光,从而避免传感器直接接接收反射光。
此类传感器又分为两种,一类是以白炽灯为光源,以白炽灯为基础的传感器用有色光源检测颜色,这种白炽灯发射包括红外在内的各种颜色的光,因此用这种光源的传感器可在很宽范围上检测颜色的微小变化。
另外,自炽灯传感器的检测电路通常都十分简单,因此可获得极快的响应速度。
然而,白炽灯不允许振动和延长使用时同,因此不适用于有严重冲击和振动的场合。
一类是以单色光源,使用单色光源(即绿色或红色LED)的色标传感器就其原理来说并不是检测颜色,它是通过检测色标对光束的反射或吸收量与周围材料相比的不同而实现检测的所以,颜色的识别要严格与照射在目标上的光谱成分相对应。
在单色光源中.绿光LED(565mm)和LED((660mm)各有所长绿光LED 比白炽灯寿命长,并且在很宽的颜色范围内比红光源灵敏度高。
红光LED对有限的颜色组合有响应.但它的检测距离比绿光LED 远。
通常红光源传感器的检测距离是绿光源传感器的6~8倍。
2)RGB颜色传感器:RGB 颜色传感器对相似颜色和色调的检测可靠性较高。
它是通过测量构成物体颜色的三基色的反射比率实现颜色检测的,由于这种颜色检测法精密度极高,所以RGB 传感器能准确区别极其相似的颜色,甚至相同颜色的不同色调。
一般RGB 传感器都有红、绿、蓝三种光源,三种光通过同一透镜发射后被目标物体反射。
光被反射或吸收的量值取决于物体颜色。
RGB 传感器有两种测量模式一种是分析红、绿、蓝光的比例因为检测距离无论怎样变化,只能引起光强的变化,而三种颜色光的比例不会变.因此,即使在目标有机械振动的场合也可检测。
第二种模式是利用红绿蓝三基色的反射光强度实现检测目的。
利用这种模式可实现微小颜色判别的检测,但传感器会受目标机械位置的影响。
2.5颜色传感器光源的分类[1],非相干光源:白炽灯,发光二极管。
[2],相干光源:各种激光器。
若两光源所发出的两束光波叠加能产生干涉,则这两光源称为相干光源;否则称为非相干光源。
第3章传统颜色识别系统研究目前,基于各种原理的RGB颜色传感器有两种类型,一种是标准RGB颜色传感器,检测的是三刺激值,一般是三个光电二极管贴上三基滤波片;还有一种是色差传感器,检测被测物体与标准颜色的色差,两个物体的色差判断常用双PN结色敏传感器,国产CS-1属于此类型。
先以颜色检测器CS-1(其光电转换图见图2.3)识别全色光及双PN结(其光电转换图见图2)识别单色光流程为例。
CS颜色传感器简介:CS系列色彩检测器是应用于自动化生产线上的色彩测量的传感器,具有测量速度快、分辨率高、不受外界光线干扰且无须任何保养的特点。
可非接触监控彩色及透明的物体。
主要应用于印刷品、包装标签、填充物、包装记号、商标、零件的辩识和分类。
2,检测原理:颜色检测器利用特殊的三色光原理。
颜色检测器将光线(红、绿、蓝)投射到被检测的物体上,利用反射光与三色光的色差计算检出的值,再与设定的三波段触发值进行比较。
3.1微小电流信号预处理3.1.1单色信号预处理放大电路及其仿真比起对两路电流信号模拟滤波放大后再进行同步取样,这类处理电路大大提高了颜色识别的可靠性及精确性,专门针对双结型色敏传感器转换的电流信号。
由两个对数运算电路及一个减法运算电路组成(也称精密放大器)。