色标传感器与颜色传感器

时间：2022-06-21

作者：深圳市威广发科技有限公司

关于色标检测的传感器，我们一直是用“色标传感器”这个词来表述的，但其实这样的提法是不太妥当的。因为，广义上用来检测色标的传感器通常有两种；

用来检测和比较物体表面色彩灰度的色标传感器（Contrast Sensor）

用于识别和比较物体表面颜色值（RGB）的颜色传感器（Color Sensor）

而色标传感器只是色标检测传感器中比较常用的一种。

色标传感器和颜色传感器，二者的外观经常长的很相似，有时长的几乎一样（例如从上图产品外观，基本没法分辨是 P+F 的 DK 系列色标传感器，还是其 DF 系列颜色传感器），但实际上，它们功能却有不小的差别。

色标传感器，是以不同颜色物体的发射率差作为检测原理，辨识和比对目标物体表面的灰度，专注于图案色彩的灰度差、灰度变化。

而颜色传感器，是以红、绿、蓝三原色为基色，将反射回来的信号与 R·G·B 三原色进行比对，来识别和比较目标物体表面的颜色，专注于颜色的检测、识别和分类。

这两种传感器的区别，有点类似于黑白相机和彩色相机的不同：

色标传感器只能识别出目标物体表面色彩的灰度，而无法区分出相同灰度（如上图色卡中同一列）的不同颜色；因此我一直觉得色标传感器这个名字是比较容易让人误解的，或许称之为“对比度传感器”或“灰度传感器”会更加贴切其实际功能；

颜色传感器能通过反射光的 R·G·B 比率高精度判别目标处物体表面的颜色。

色标传感器的作用，是通过对物体表面灰度这个单一色彩维度的测量，将测量值与设定阈值进行比较，判断当前是否正有色标经过，借此帮助设备系统获取色标出现的时间和位置。

对于那些表面印有相同重复图案的运动物体（材料）来说，例如：产品包装质量检测、包装材料定位...等，使用色标传感器帮助实现对图案位置的定位检测，是一种非常简单、实用的做法。

一方面，使用这种传感器时，对色标要求不高，只需要在每个图案的固定位置处，印有与图案背景颜色灰度有较大反差（较强对比度）的同一颜色的色标；另一方面，因为不需要识别颜色，因此传感器的响应速度和开关频率也相对比较高，以 SICK 较新发布的 KTX 系列色标传感器为例，其 Prime 级别产品响应时间仅为 10 μs，开关频率较高可达 70 kHz。

而对于那些表面印有多个不同图案的运动物体（材料）来说，例如：多色印刷系统，若要检测出各个图案的位置，就需要使用多颜色的色标体系了，即：每种图案对应一个颜色的色标。这时，就不能再使用仅具备“单色模式”的色标传感器了，而应使用能够测量（比对）物体表面颜色值的颜色传感器了。

颜色传感器的作用，是通过对物体表面颜色的 R·G·B 值的高精度测量，将测得的颜色值与设定目标（颜色）值进行比较，判断当前是否正有特定颜色的色标经过，借此帮助设备系统获取某种颜 ** 标出现的时间和位置。

尽管颜色辨识能力较色标传感器强了不少，但由于颜色传感器需要处理的信息量比较大，因此其响应速度方面也比色标传感器会慢许多。还是以 SICK 的 CS8 系列颜色传感器为例，其较短的响应时间为 85 μs，开关频率较高为 3.5 kHz。

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