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颜色识别传感器 TCS230的白平衡和比例因子计算浅谈。

2016-10-10 17:37:27 6104 TCS230

0 注：本文是对颜色传感器白平衡和比例因子计算的介绍，和具体流程实现方法。由于发现身边同学有做有些设计的时候需要到颜色识别传感器。但是对于其中的三个（RGB）的比例因子不知道怎么来的，是什么意思，或者怎么去计算调整。这里我简单统一的做一下介绍。首先，使用颜色识别传感器的原理实际就是，三单元色的分析。因为任何颜色都可以由RGB这三种颜色混合而成。所以我们只要识别出这三种颜色的值，然后对应去查颜色铺表，即可得出被测物的颜色。再者，实际使用中，很多同学都是照搬网络上的例程，发现对颜色的识别有很大的误差或者误识别。主要是因为历程中的比例因子均是固定了的，而且同学们也不知道如何去修改。因为不同条件下，比例因子是不同的。所以才有了白平衡的需要。那么，什么是比例因子呢。我们知道在理论（认为无任何干扰光源下），白色对应的三基色（RGB）都是 255。而我们在实际中不可能是在无干扰的理论环境下。那么这个白色也不是理论下的“白色”，那么对应RGB就不是255了。既然白色都是不是标准的了，那么其他颜色的RGB肯定就不是标准的了。所以，我们得知道一个调整参数，这个参数就是比例因子。比如：在使用环境下，我们做白平衡，得到了RGB的值，分别是240,245,250，那么对应的比例因子就是240/255,245/255,250/255。这样，我们在检测其他颜色的时候，得到RGB参数后，分别取乘上各自的比例因子。就可以得到更加真实的RGB值了。然后，具体实现方法呢。参考数据手册。里面介绍了两种方法，第一种是脉冲计数到255，得到时间基数；第二种是固定时间采集脉冲然后通过正比例转化为255，得到一个调整参数，也就是比例因子。由于，网络上基本都是采用第二种，我就介绍第二种方法。个人实际上更加偏向第一种方法，更加的准确和可靠。对第二种方法而言，传感器正对白色物体（光源也可）首先我们设置一个固定时间，比如为10ms。然后我们通过依次选通传感器的检测基色（每个通道都是10ms），分别得到三个脉冲个数的值，比如红色为X个脉冲，绿色为Y个脉冲，蓝色为Z个脉冲。然后A为红色比例因子，B为绿色比例因子，C为蓝色比例因子，那么A=255/X,B=255/Y,C=Z/255。这样我们就完成了比例因子的计算。然后，我们检测其他颜色的时候，（这里注意，如果我们是采用10ms做的基本时间，那么检测任何颜色下，程序中的检测时间也需要设置为10ms）。分别得到RGB后，再分别乘以上面计算的比例就可以得到更加准确的真实RGB值。之后，我们把得到的RGB值，通过查表法对三原色值表进行查表，可以就可以得到具体是什么颜色。这里肯能有的同学要问了，不可能每个RGB值都刚好和表里的值对应啊。这里，我就要说，其实如果我们只是大概识别红色，浅红，深红，这里我们已经可以实现。如果还要细分，那么可以这样，得到的RGB值首先查遍，如果没有刚好直接能够匹配的，我们可以找到相近的两个参数，然后通过插值法，再去判断识别。具体的RGB值表在网络上可找到，实际程序中的查表法，可以使用二分法，插值法可以使用线性插值。仅仅个人建议。最后，实际使用中，如果我们环境没有发生变换只需要做一次白平衡就可以（也就是只计算一次比例因子），之后就用这个因子做处理就好了。程序里面，我们可以设置一个命令或者按键，当用户按下按下或者收到这个命令后，才做白平衡。这里就介绍完了。希望对有疑问的朋友能够有帮助。不过，那种还是只会问要代码的！别再来找我！！！！只要你理解了，根据网络上提供的代码，然后稍微加修改就可以完成白平衡（比例因的计算）。补充下：针对第一种时基方式，实际上更加可靠。还是大概说下，白平衡时候，利用MCU的PCA功能，分别去捕捉RGB的输出脉冲，直到捕获到255个。然后计算出RGB分别输出255个脉冲的时间(PCA模式下，捕获功能可以计算出时间的). 然后，这个三个时间T1,T2,T3，以后就是我们去检测其他颜色输出脉冲的限制时间。举例：检测三原色中R的值，通过配置定时，比如配置为T1的时间长度，PCA捕获这个T1下输出的脉冲个数，这个脉冲个数就是R真实值了。然后再把定时器配置为T2的时间长度，PCA捕获T2下的脉冲，这个值就是G的值，B同理。 0
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