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高光谱相机:线扫描高光谱成像系统

来源:赛斯拜克 发表时间:2023-08-01 浏览量:457 作者:awei

本文深入探讨了高光谱相机选择线扫描技术的原因,并解析了其优势与劣势。通过分析高光谱相机的工作原理和线扫描方式的特点,帮助读者全面了解高光谱相机的成像方式及其在各领域的应用。

普通相机使用面阵传感器一次性接收图像,直接实现成像。而高光谱相机采用线扫描技术来进行成像,与普通方式不同。本文将探讨采用线扫描方式的高光谱相机的原因。

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高光谱相机选择线扫描方式的原因是什么?

高光谱相机是基于探测器和成像光谱仪的技术,利用线扫描方法进行拍摄。因此,它也被称为线扫描高光谱相机、高光谱扫描仪、线扫描高光谱成像仪、高光谱仪、高光谱成像仪等。该相机主要使用分光镜传感器来获取图像,在遥感技术、生产线检测和材料分析等领域得到广泛应用。大多数高光谱相机都采用线扫描技术,通过配备的扫描仪和垂直移动的方式获取物体的二维信息。推扫式扫描是一种按照设备扫描方向排列扫描物体的方式,其方向与物体的运动方向垂直。

高光谱仪内部设有一种称为电荷耦合器件(CCD)的特殊装置。这种装置是一种内置在仪器上的硅芯片,可以探测光并以固态电子器件的形式存储和传递点和信息。CCD主要用于线性阵列传感器,也常被称为线性CCD传感器或CCD摄像机。CCD的线性阵列排布可以减少扫描次数,并更充分地获取目标光谱。该器件对可见光和近红外的反应非常敏感,但对热红外没有反应。


通过应用线扫描高光谱相机的广角系统,可以利用平面反射镜来收集地面辐射能量,并将其反射到反射镜组上。然后,将光线通过聚焦投射到焦平面上的探测元件阵列。这些光电转换元件在感应面响应的同时,还能采集光线并将其转换为电信号进行成像。如果将探测器按照线性阵列排列,就可以同时获取整行的数据。

优势:

①设备尺寸小巧、重量轻。

2.由于设备内部没有机械部件,所以可以使用很长时间。

劣势:

因为各种设备的敏感度不同,所以需要对它们进行校准。




高光谱相机(线扫描)SPX系列

SineSpec®SPX系列高光谱相机包含可见光(400-700nm)、近红外(400-1000nm)和短波近红外(900-1700nm)3种光谱区域,广泛应用于印刷,纺织等各种工业制品的表面颜色纹理检测(颜色测量单像素重复性可达dE*ab<0.1),成分识别,物质鉴别,机器视觉,农产品品质等领域。

产品特点

可见光/近红外:

 · 光谱范围:400-1000nm,光谱波长分辨率优于2.5nm,光谱波段数可达1200个光谱通道,

 · 图像采集速度:全谱段可达128FPS,波段选择后最高3300Hz(支持多区域波段选择),探测器CMOS

 · 空间像素数:1920*1920

短波近红外:

 · 光谱范围:900-1700nm,光谱波长分辨率优于6nm,光谱波段数可达256个光谱通道

 · 图像采集速度:全谱段可达300FPS,探测器InGaAs

 · 空间像素数:320*320


线扫描高光谱成像系统

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应用领域:


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参数

高光谱相机
型号SP100MSP120MSP130MSP150M
参数可见光高光谱相机可见近红外高光谱相机可见近红外高光谱相机近红外高光谱相机
分光方式透射光栅透射光栅透射光栅透射光栅
光谱范围400-700nm400-1000nm400-1000nm900-1700nm
光谱波段数600(1x),300(2x),150(4x)1200(1x),600(2x),300(4x)1200(1x),600(2x),300(4x)256
光谱分辨率优于2.5nm优于2.5nm优于2.5nm优于6nm
狭缝宽度25µm25µm25µm30µm
透射效率>60%>60%>60%>60%
F数F/2.6F/2.6F/2.6F/2.0
探测器CMOSCMOSCMOSInGaAs
空间像素数1920(1x),960(2x),480(4x)1920(1x),960(2x),480(4x)1920(1x),960(2x),480(4x)320
像素尺寸5.86 µm5.86 µm5.86 µm30 µm
有效像素位深12bits12bits12bits14 bits
采集速度全谱段≥41fps全谱段≥41fps全谱段≥128fps全谱段≥300fps

ROI后可实现390HzROI后可实现390HzROI后可实现3300Hz
视场角(FOV)15.6°@f=35mm15.6°@f=35mm15.6°@f=35mm15.6°@f=35mm
瞬时视场角(IFOV)0.71mrad@f=35mm0.71mrad@f=35mm0.71mrad@f=35mm0.85mrad@f=35mm
SNR(PEAK)600/1600/1600/1600/1
杂散光<0.5%<0.5%<0.5%<0.5%
数据接口USB 3.0USB 3.0USB 3.0GigE
镜头接口C-MountC-MountC-MountC-Mount
可选镜头焦距8mm/16mm/25mm/35mm8mm/16mm/25mm/35mm8mm/16mm/25mm/35mm8mm/16mm/25mm/35mm
供电12 V DC12 V DC12 V DC12 V DC
功耗<3w<3w<3w<5 W(TEC off)/<12 W(TEC on)
工作温度‘0-40℃‘0-40℃‘0-40℃‘0-40℃
存储温度‘0-50℃‘0-50℃‘0-50℃‘0-50℃
软件采集软件+SDK采集软件+SDK采集软件+SDK采集软件+SDK
包装定制包装箱定制包装箱定制包装箱定制包装箱


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