Lambda鍍膜式高光譜成像系統(tǒng)解析
寫(xiě)在前面的
還記得之前的科普文章《高光譜在水質(zhì)檢測(cè)中的重要性》嗎?其中說(shuō)了一項(xiàng)最新、重要的技術(shù),“馬賽克”鍍膜技術(shù),F(xiàn)在這款產(chǎn)品來(lái)了,譜視界近日推出Lambda鍍膜式高光譜成像系統(tǒng),快跟隨主頁(yè)妹一起來(lái)一探究竟吧!
Lambda高光譜成像系統(tǒng)簡(jiǎn)介
高光譜成像技術(shù)是近二十年來(lái)發(fā)展起來(lái)的基于多窄波段的影像數(shù)據(jù)技術(shù),其最突出的應(yīng)用是遙感探測(cè)領(lǐng)域,并在越來(lái)越多的民用領(lǐng)域有著更大的應(yīng)用前景。它集中了光學(xué)、光電子學(xué)、電子學(xué)、信息處理、計(jì)算機(jī)科學(xué)等領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù),是傳統(tǒng)的二維成像技術(shù)和光譜技術(shù)有機(jī)的結(jié)合在一起的一門(mén)新興技術(shù)。
高光譜成像技術(shù)具有多波段(可達(dá)上百個(gè)波段)、波段窄(≤10-2λ)、光譜范圍廣(200-2500nm)和圖譜合一等特點(diǎn)。優(yōu)勢(shì)在于采集到的圖像信息量豐富,識(shí)別度較高和數(shù)據(jù)描述模型多。由于物體的反射光譜具有“指紋”效應(yīng),不同物不同譜,同物一定同譜的原理來(lái)分辨不同的物質(zhì)信息。物體的光譜特性與其內(nèi)在的理化學(xué)特性緊密相關(guān),由于物質(zhì)成分和結(jié)構(gòu)的差異就造成物質(zhì)內(nèi)部對(duì)不同波長(zhǎng)光子的選擇性吸收和發(fā)射。完整而連續(xù)的光譜曲線可以更好地反映不同物質(zhì)間這種內(nèi)在的微觀差異,這也正是成像光譜技術(shù)實(shí)現(xiàn)地物精細(xì)探測(cè)的物理基礎(chǔ)。漸變薄膜式高光譜相機(jī)是將不同波段的漸變薄膜鑲鍍?cè)诿骊囂綔y(cè)器上,可同時(shí)、快速獲取光譜和影像信息的無(wú)損檢測(cè)分析儀器。
Lambda高光譜相機(jī)利用漸變鍍膜技術(shù),無(wú)需傳統(tǒng)的光柵分光模塊,使得在光譜覆蓋范圍內(nèi)的數(shù)十或數(shù)百條光譜波段對(duì)目標(biāo)物體連續(xù)成像。在獲得物體空間特征成像的同時(shí),也獲得了被測(cè)物體的光譜信息。Lambda主要是針對(duì)戶外或較大物體的遠(yuǎn)距離成像測(cè)試以及一些需要便攜操作的應(yīng)用。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括:面陣探測(cè)器、驅(qū)動(dòng)電源、運(yùn)動(dòng)控制模塊、數(shù)據(jù)采集模塊等集成于一體,大大減小了系統(tǒng)的體積與重量,外觀簡(jiǎn)潔,操作方便。實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)曝光、自動(dòng)匹配掃描速度,同時(shí)可以通過(guò)攜帶的輔助攝像功能對(duì)監(jiān)測(cè)范圍進(jìn)行確定。在數(shù)據(jù)處理方面實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的預(yù)處理和數(shù)據(jù)選擇性的導(dǎo)出、不同的數(shù)據(jù)校準(zhǔn)功能、圖像的等功能。
鍍膜式高光譜成像原理
基于線性漸變?yōu)V光片的成像光譜儀的工作原理圖
Lambda鍍膜式高光譜成像系統(tǒng)技術(shù)規(guī)格
相機(jī)參數(shù)
儀器型號(hào) |
Lambada-VN |
Lambada-VNS |
Lambada-Nir |
光譜范圍 |
420~1000nm |
420~1000nm |
1100~1660nm |
光譜分辨率 |
10nm |
10nm |
20nm |
光譜通道數(shù) |
>100 |
>100 |
32/64 |
標(biāo)配鏡頭 |
焦距(mm) |
25(其它焦距可選*1) |
25(其它焦距可選*1) |
30(其它焦距可選*2) |
工作距離(mm) |
150-∞ |
150-∞ |
150-∞ |
視場(chǎng)角 |
19° |
23° |
18° |
探測(cè)器 |
2048*2048CMOS |
2048*2048sCMOS |
640*512InGaAs FPA |
像素?cái)?shù)(空間維*掃描維) |
1600*1200(1X)800*600(2X) |
1600*1200(1X)800*600(2X) |
640*512 |
像素尺寸 |
5.5*5.5μm |
6.5*6.5μm |
15*15μm |
數(shù)字輸出 |
10bit |
12bit |
14bit |
幀數(shù) |
90fps |
45fps |
50fps |
曝光時(shí)間范圍 |
28μs-1s |
10μs-10s |
10μs-1s |
內(nèi)置電腦接口 |
USB3.0+HDMI |
鏡頭接口 |
C-Mount |
系統(tǒng)電源 |
DC 16.8V |
內(nèi)置微型處理器 |
I7處理器、16G運(yùn)存、256GSSD |
內(nèi)置電池 |
65Wh |
65Wh |
65Wh |
系統(tǒng)功耗 |
45W |
60W |
60W |
*1:16mm,35mm,50mm,其它可咨詢 *2:9mm,15mm,22mm,56mm,其它可咨詢
相機(jī)功能
●可與標(biāo)準(zhǔn)C接口的成像鏡頭或顯微鏡直接集成,實(shí)現(xiàn)光譜影像(Mapping)的快速采集。
●自動(dòng)曝光、自動(dòng)掃描速度匹配、自動(dòng)采集并保存數(shù)據(jù)
●可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)校準(zhǔn)及模型運(yùn)算功能(內(nèi)置水體、植被等超過(guò)25個(gè)指數(shù)模型)
●輔助取景攝像頭實(shí)現(xiàn)對(duì)拍攝區(qū)域的監(jiān)控
●內(nèi)置電池
●數(shù)據(jù)預(yù)覽及校正功能:輻射度校正、反射率校正、區(qū)域校正、鏡頭校準(zhǔn)、均勻性校準(zhǔn)
●鏡頭可更換
●數(shù)據(jù)格式完美兼容Envi、SpecSight等數(shù)據(jù)分析軟件
●目標(biāo)光譜實(shí)時(shí)匹配搜索功能
●內(nèi)置WiFi支持Android智能手機(jī)、ipad、iphone無(wú)線遙控
●千兆以太網(wǎng):支持遠(yuǎn)距圖像傳輸與遙控操作
Lambd高光譜成像系統(tǒng)實(shí)體圖
Lambda數(shù)據(jù)采集及光譜分析
應(yīng)用領(lǐng)域介紹
戶外農(nóng)作物長(zhǎng)勢(shì)監(jiān)測(cè)
將Lambda高光譜成像系統(tǒng)放置于三腳架或高架平臺(tái)上,用于監(jiān)測(cè)農(nóng)作物的長(zhǎng)勢(shì),如農(nóng)作物的氮含量、葉綠素、生物量等,也可用于監(jiān)測(cè)農(nóng)作物的病害及土壤肥力情況,從而為農(nóng)業(yè)精細(xì)化管理作技術(shù)支撐。
不同氮素處理作物的光譜反射率曲線
河流水質(zhì)狀況實(shí)時(shí)檢測(cè)
將Lambda高光譜成像系統(tǒng)放置于水質(zhì)檢測(cè)搭載平臺(tái)上,如三腳架、高塔等,可實(shí)時(shí)檢測(cè)水質(zhì)參數(shù)指標(biāo),如總磷、總氮、葉綠素a、懸浮物、PH值、化學(xué)需氧量、氨氮、溶解氧等10余種水質(zhì)指標(biāo)。
Lambda實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水質(zhì)參數(shù)
塑料分選
將Lambda高光譜成像系統(tǒng)搭載于配備有光源的暗箱系統(tǒng),可用于不同塑料種類(lèi)的分選,如PE、PP、PS、PC、PA、PU、PET、PVC、POM和ABS等。
Lambda用于塑料分選
真?zhèn)吴n的鑒定
利用Lambda高光譜成像系統(tǒng)獲取真假鈔的高光譜圖像,可通過(guò)光譜分析法和紋理分析法鑒定真?zhèn)吴n。
Lambda高光譜成像系統(tǒng)鑒定真?zhèn)吴n
室內(nèi)暗箱樹(shù)種鑒定及長(zhǎng)勢(shì)情況
采集不同樹(shù)種的葉片放置于室內(nèi)暗箱系統(tǒng),用Lambda高光譜成像系統(tǒng)獲取其高光譜影像數(shù)據(jù),通過(guò)光譜分析法和紋理分析法,可區(qū)分不同樹(shù)種的葉片和葉片的農(nóng)學(xué)指標(biāo)分布情況,為航拍區(qū)分不同樹(shù)種作理論依據(jù)。
Lambda進(jìn)行樹(shù)葉種類(lèi)區(qū)別及生物量、葉片氮含量監(jiān)測(cè)
果蔬分選
隨著人們生活水平的提高,消費(fèi)者越來(lái)越關(guān)注果蔬的品質(zhì)安全問(wèn)題。如造成水果表面出現(xiàn)黑白斑的內(nèi)部腐爛、水果因運(yùn)輸?shù)仍蛟斐傻呐鰝、損傷等,從而嚴(yán)重影響消費(fèi)者的身體健康。因此水果黑白斑、碰傷損傷、水果成熟度等快速有效的識(shí)別具有重大意義;贚ambda高光譜成像系統(tǒng)可用于檢測(cè)水果的損傷及糖度等。
Lambda高光譜成像系統(tǒng)快速識(shí)別水果損傷區(qū)域
生物醫(yī)學(xué)
Lambda高光譜成像系統(tǒng)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域可用于舌苔檢測(cè)、智齒檢查、皮膚檢測(cè)、黑痣識(shí)別等領(lǐng)域。
圖依次為 k0074、k0082 和 k0090 三位患者舌苔含水率分布圖。從圖可知,K0074 含水率較高,口水較多,判斷該患者無(wú)精神,是慢性腎病的表現(xiàn)之一。
煙絲種類(lèi)、雜質(zhì)判別
Lambda高光譜成像系統(tǒng)在煙草行業(yè)可用于煙絲生化成分的檢測(cè)、煙絲種類(lèi)的判別、煙絲雜質(zhì)的識(shí)別等。
Lambda檢測(cè)煙絲生化成分、煙絲種類(lèi)判別、雜質(zhì)識(shí)別等
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