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(hù)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。

圖1 鍍膜式高光譜成像原理

圖2 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)			Lambda-VN		Lambda-VNS		Lambda-Nir
光譜范圍			420~1000nm		420~1000nm		1150~1650±5nm
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）		35（其它焦距可選*2）
	工作距離(mm)	150-∞			150-∞			300-∞
	視場(chǎng)角	19°			23°			15.6°
探測(cè)器			2048*2048 CMOS		2048*2048 sCMOS		640*512 InGaAs 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(xún)

*2：9mm,15mm,22mm,56mm，其它可咨詢(xún)

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

圖3 Lambda 高光譜成像系統(tǒng)實(shí)體圖

圖4 Lambda 數(shù)據(jù)采集及光譜分析