01“譜像”Image-RT系列高光譜相機(jī)
高光譜成像儀(也稱光譜相機(jī)或高光譜相機(jī)、高光譜儀),是將分光元件與面陣列相機(jī)完美結(jié)合,可同時、快速獲取光譜和影像信息;可應(yīng)用于諸多領(lǐng)域的科學(xué)研究及工業(yè)自動化檢測。
為滿足根系掃描的技術(shù)應(yīng)用,雙利合譜推出新一代光譜成像系統(tǒng),雙利合譜推出新一代光譜成像系統(tǒng),雙利合譜推出新一代光譜成像系統(tǒng),解決目前行業(yè)應(yīng)用中的眾多瓶頸問題,又解決目前行業(yè)應(yīng)用中的眾多瓶頸問題。結(jié)合多年來的產(chǎn)品開發(fā)經(jīng)驗(yàn)和在各行業(yè)中的應(yīng)用成果,針對硬件系統(tǒng)、軟件采集控制模組、高效/全面的數(shù)據(jù)分析處理模組等進(jìn)行了全方位的優(yōu)化升級。
RT系列光譜儀是一種以新型模式的光柵為分光元件的成像光譜儀;通過將這種成像光譜儀附加到面陣列探測器上,通過掃描獲得目標(biāo)物的影像及其連續(xù)的光譜信息。
RT 系列成像光譜儀,采用高集成度的機(jī)械設(shè)計,配合絕對的影像修正光學(xué)設(shè)計,真正可實(shí)現(xiàn)無光學(xué)像差的成像,同時設(shè)計中考慮最佳的光通效率,既滿足實(shí)驗(yàn)室的使用性能,同時也能夠滿足工業(yè)在線的長期使用的穩(wěn)定性需求。
RT系列成像光譜儀的入射端采用狹縫設(shè)計,并采用獨(dú)創(chuàng)的全密封式設(shè)計,可保證在實(shí)際使用中不會因?yàn)榄h(huán)境的灰塵等影響光譜儀的內(nèi)部光學(xué)元件,確保儀器的長期正常使用;出射端采用標(biāo)準(zhǔn)的C 型接口或U 型接口,可與各種標(biāo)準(zhǔn)C 型或U 型面陣列相機(jī)直接接配。
• InGaAs讀出噪聲低,靈敏度高的成像優(yōu)勢,還有高速的讀出速度,速度可以達(dá)到K級別;
• 任意ROI窗口設(shè)置,支持Skipping應(yīng)用;

圖1 InGaAs探測器
• 光譜儀采用同軸管狀光學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計,規(guī)避離軸部件間帶來的偏差;
• 光譜儀避免偏振效應(yīng);反射式光柵由于表面必須鍍金屬反射膜,不可避免的造成不同偏振度光線的衍射效率不同。這種偏振效應(yīng)的存在會造成測試目標(biāo)反射率標(biāo)定的誤差,而采用透射元件則可有效避免偏振效應(yīng)的影響;
• 消除反射鏡組色差;
• 高數(shù)值孔徑,實(shí)現(xiàn)高通量;
• 高衍射效率的透射式光柵;
• 透射式光柵無偏振效應(yīng);透射式成像系統(tǒng)不存在離軸像差,成像質(zhì)量更高,系統(tǒng)設(shè)計與調(diào)校也更方便;
• 短焦距透射成像能實(shí)現(xiàn)像差的幾何修正;
• 高通量的結(jié)構(gòu)設(shè)計可滿足微光信號檢測;
• 具備連接幾何校正的成像鏡頭;
• 機(jī)械推掃方式,相機(jī)與位移機(jī)構(gòu)的同步時序控制。在保證快速掃描下得到精確無變形的光譜影像數(shù)據(jù),需將位移機(jī)構(gòu)的位置與相機(jī)進(jìn)行精確同步;
• 光譜可任意設(shè)置:選擇感興趣波段實(shí)現(xiàn)高速采集;
• 光譜采樣間隔可以設(shè)置;
• ROI窗口設(shè)置,支持波段Skipping抽行應(yīng)用;
• 高/中/低增益模式設(shè)置;
• 支持高幀頻應(yīng)用采集;
• 內(nèi)置快門;


圖2 RT系列高光譜相機(jī)(非制冷)
• 可自定義選取感興趣波長范圍;
• 光譜通道數(shù)可選;
• 可實(shí)現(xiàn)任意波長范圍內(nèi)的光譜通道數(shù)量設(shè)置;
• 可通過設(shè)置波段數(shù)量來提升采集幀速;
• 每組數(shù)據(jù)可獨(dú)立存儲,通過軟件實(shí)現(xiàn)一鍵式反射率校準(zhǔn);
• 可實(shí)現(xiàn)單獨(dú)、批量數(shù)據(jù)處理的處理;
• 通過輸入相應(yīng)模型,可實(shí)時輸出反演結(jié)果;

可與GaiaSorter、GaiaTracer、GaiaMicro、RootQuant-HSISWIR系統(tǒng)進(jìn)行搭配使用;
測試植物表型、絕緣體材料、大面積煙草煙葉等體積較大的目標(biāo)時,標(biāo)準(zhǔn)的暗箱無法滿足應(yīng)用,為此設(shè)計定制版本的平臺來滿足用戶的實(shí)際需求。簡易平臺可以搭載“ image-λ”系列的高光譜相機(jī)并配合不同尺寸的精密電控平臺來實(shí)現(xiàn)高光譜數(shù)據(jù)影像的獲取,也可以兼容“GaiaField”系列高光譜相機(jī),利用 GF 內(nèi)置推掃結(jié)構(gòu)或與外置電控平臺分別實(shí)現(xiàn)掃描成像的應(yīng)用 ( 分別對應(yīng) :相機(jī)移動、樣品移動 )。為用戶提供了“一機(jī)多用”的開放式平臺,節(jié)約了成本,提升了效率。

圖 定制暗箱系統(tǒng)(樣品移動)
樣品移動時,確保狹縫對應(yīng)目標(biāo)照射區(qū)域 ( 線 ) 的光照均勻 ;測試液體時,容易晃動 ;
相機(jī)移動時,確保相機(jī)所采集區(qū)域 ( 面 ) 的光照均勻;無晃動 ;拍攝區(qū)域受限 ;

圖 定制暗箱系統(tǒng)(相機(jī)移動)
對需要在完全密閉的環(huán)境下進(jìn)行測試的樣品而言,高光譜暗箱提供了非常好的全光譜波段的勻化光源,以及精密的電控掃描機(jī)構(gòu),大尺寸、可升降式的樣品臺。系統(tǒng)可兼容我司的 Image- λ 系列、GaiaField 系列產(chǎn)品。
如用戶對研究對象進(jìn)行熒光高光譜研究,本暗箱兼容并預(yù)留相應(yīng)的模塊來滿足熒光高光譜成像、普通 RGB、鍍膜式相機(jī)等成像的目的。針對不同的用戶群體,實(shí)現(xiàn)硬件模塊化、功能多樣化。

圖 高光譜暗箱
GaiaSorter “蓋亞”系統(tǒng)高光譜分選系統(tǒng)針對不同的應(yīng)用需求,需要考慮不同的光源(面光源、穹頂光源、透射光源),請按照實(shí)際應(yīng)用需求進(jìn)行選配,以便達(dá)到最佳效果。
同時,標(biāo)準(zhǔn)暗箱可選用不同波段的 LED、白光 LED、紫外燈等作為照明光源、詳細(xì)方案可與我司聯(lián)系。標(biāo)準(zhǔn)DB 暗箱不支持穹頂光源。
·果蔬的水分、糖酸度、機(jī)械損傷、碰傷、內(nèi)部腐敗、變質(zhì)、蟲害以及肉類等畜產(chǎn)品的外物污染、殘留骨頭分選
·果蔬的顏色、形狀、大小等的分選
·批量的異物檢測(茶葉、糧食、食用油、醫(yī)藥等)
·可用于塑料、垃圾、礦石、木材等分選、精選
·藝術(shù)品檢測
·離線、在線機(jī)臺相結(jié)合
·植物表型監(jiān)測

RootQuant-HSISWIR高光譜根系成像儀暗箱方案

圖 高光譜根系成像儀暗箱


數(shù)據(jù)部分中兩高光譜相機(jī)均選用25mm鏡頭 ,保證視場角一致性。相機(jī)采用線掃模式,上下掃描,通過穹頂光源掃描根盒數(shù)據(jù)。

RootQuant-HSISWIR植物根表型近紅外高光譜成像系統(tǒng)掃描下根系效果,根盒面積為30cm*100cm下,900-1700nm下,掃描像素為640像素 , 512光譜通道下,數(shù)據(jù)空間分辨效果如圖所示:

900-1700nm下專用光學(xué)玻璃透射曲線

900-1700nm根部高光譜數(shù)據(jù)實(shí)測值
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