Lambda鍍膜式高光譜成像系統(tǒng)解析
寫在前面的
還記得之前的科普文章《高光譜在水質(zhì)檢測中的重要性》嗎?其中說了一項最新、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),快跟隨主頁妹一起來一探究竟吧!
Lambda高光譜成像系統(tǒng)簡介
高光譜成像技術(shù)是近二十年來發(fā)展起來的基于多窄波段的影像數(shù)據(jù)技術(shù),其最突出的應(yīng)用是遙感探測領(lǐng)域,并在越來越多的民用領(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、計算機科學(xué)等領(lǐng)域的先進技術(shù),是傳統(tǒng)的二維成像技術(shù)和光譜技術(shù)有機的結(jié)合在一起的一門新興技術(shù)。
高光譜成像技術(shù)具有多波段(可達(dá)上百個波段)、波段窄(≤10-2λ)、光譜范圍廣(200-2500nm)和圖譜合一等特點。優(yōu)勢在于采集到的圖像信息量豐富,識別度較高和數(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)部對不同波長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)實現(xiàn)地物精細(xì)探測的物理基礎(chǔ)。漸變薄膜式高光譜相機是將不同波段的漸變薄膜鑲鍍在面陣探測器上,可同時、快速獲取光譜和影像信息的無損檢測分析儀器。
Lambda高光譜相機利用漸變鍍膜技術(shù),無需傳統(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)百條光譜波段對目標(biāo)物體連續(xù)成像。在獲得物體空間特征成像的同時,也獲得了被測物體的光譜信息。Lambda主要是針對戶外或較大物體的遠(yuǎn)距離成像測試以及一些需要便攜操作的應(yīng)用。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括:面陣探測器、驅(qū)動電源、運動控制模塊、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,外觀簡潔,操作方便。實現(xiàn)了自動曝光、自動匹配掃描速度,同時可以通過攜帶的輔助攝像功能對監(jiān)測范圍進行確定。在數(shù)據(jù)處理方面實現(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
相機參數(shù)
儀器型號 |
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-∞ |
視場角 |
19° |
23° |
18° |
探測器 |
2048*2048CMOS |
2048*2048sCMOS |
640*512InGaAs FPA |
像素數(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,實現(xiàn)光譜影像(Mapping)的快速采集。
●自動曝光、自動掃描速度匹配、自動采集并保存數(shù)據(jù)
●可實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時校準(zhǔn)及模型運算功能(內(nèi)置水體、植被等超過25個指數(shù)模型)
●輔助取景攝像頭實現(xiàn)對拍攝區(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)光譜實時匹配搜索功能
●內(nèi)置WiFi支持Android智能手機、ipad、iphone無線遙控
●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)作物長勢監(jiān)測
將Lambda高光譜成像系統(tǒng)放置于三腳架或高架平臺上,用于監(jiān)測農(nóng)作物的長勢,如農(nóng)作物的氮含量、葉綠素、生物量等,也可用于監(jiān)測農(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)狀況實時檢測
將Lambda高光譜成像系統(tǒng)放置于水質(zhì)檢測搭載平臺上,如三腳架、高塔等,可實時檢測水質(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實時監(jiān)測水質(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)暗箱樹種鑒定及長勢情況
采集不同樹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),通過光譜分析法和紋理分析法,可區(qū)分不同樹種的葉片和葉片的農(nóng)學(xué)指標(biāo)分布情況,為航拍區(qū)分不同樹種作理論依據(jù)。
Lambda進行樹葉種類區(qū)別及生物量、葉片氮含量監(jiān)測
果蔬分選
隨著人們生活水平的提高,消費者越來越關(guān)注果蔬的品質(zhì)安全問題。如造成水果表面出現(xiàn)黑白斑的內(nèi)部腐爛、水果因運輸?shù)仍蛟斐傻呐鰝、損傷等,從而嚴(yán)重影響消費者的身體健康。因此水果黑白斑、碰傷損傷、水果成熟度等快速有效的識別具有重大意義;贚ambda高光譜成像系統(tǒng)可用于檢測水果的損傷及糖度等。
Lambda高光譜成像系統(tǒng)快速識別水果損傷區(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、智齒檢查、皮膚檢測、黑痣識別等領(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,判斷該患者無精神,是慢性腎病的表現(xiàn)之一。
煙絲種類、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、煙絲種類的判別、煙絲雜質(zhì)的識別等。
Lambda檢測煙絲生化成分、煙絲種類判別、雜質(zhì)識別等
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