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(shí)、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(dòng)化檢測(cè)。
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(wèn)題，又解決目前行業(yè)應(yīng)用中的眾多瓶頸問(wèn)題。結(jié)合多年來(lái)的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)和在各行業(yè)中的應(yīng)用成果，針對(duì)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(jí)。
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(guò)將這種成像光譜儀附加到面陣列探測(cè)器上，通過(guò)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(jì)，配合絕對(duì)的影像修正光學(xué)設(shè)計(jì)，真正可實(shí)現(xiàn)無(wú)光學(xué)像差的成像，同時(shí)設(shè)計(jì)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(shí)也能夠滿足工業(yè)在線的長(zhǎng)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(jì)，并采用獨(dú)創(chuàng)的全密封式設(shè)計(jì)，可保證在實(shí)際使用中不會(huì)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(zhǎng)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。
• 采用SCMOS芯片作為信號(hào)探測(cè)單元，SCMOS以CCD結(jié)構(gòu)為基底，每一列像元又連接著各自的兩個(gè)放大器以及A/D轉(zhuǎn)換電路；
• SCMOS不僅有CCD讀出噪聲低，靈敏度高的成像優(yōu)勢(shì)，還有CMOS高速的讀出速度，速度可以達(dá)到K級(jí)別；
• 任意ROI窗口設(shè)置，支持Skipping應(yīng)用；
圖1 SCMOS探測(cè)器
• 光譜儀采用同軸管狀光學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，規(guī)避離軸部件間帶來(lái)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(huì)造成測(cè)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(wú)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(jì)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(jì)可滿足微光信號(hào)檢測(cè)；
• 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(shí)序控制。在保證快速掃描下得到精確無(wú)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(mén)；
• 可自定義選取感興趣波長(zhǎng)范圍；
• 光譜通道數(shù)可選；
• 可實(shí)現(xiàn)任意波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光譜通道數(shù)量設(shè)置；
• 可通過(guò)設(shè)置波段數(shù)量來(lái)提升采集幀速；
• 每組數(shù)據(jù)可獨(dú)立存儲(chǔ)，通過(guò)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(guò)輸入相應(yīng)模型，可實(shí)時(shí)輸出反演結(jié)果；
圖2 RT系列高光譜相機(jī)（非制冷）
可與GaiaSorter、GaiaTracer、GaiaMicro、RootSpectra-VNIR系統(tǒng)進(jìn)行搭配使用；
測(cè)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(shí)，標(biāo)準(zhǔn)的暗箱無(wú)法滿足應(yīng)用，為此設(shè)計(jì)定制版本的平臺(tái)來(lái)滿足用戶的實(shí)際需求。簡(jiǎn)易平臺(tái)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(tái)來(lái)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(tái)分別實(shí)現(xiàn)掃描成像的應(yīng)用 ( 分別對(duì)應(yīng) ：相機(jī)移動(dòng)、樣品移動(dòng) )。為用戶提供了“一機(jī)多用”的開(kāi)放式平臺(tái)，節(jié)約了成本，提升了效率。
樣品移動(dòng)時(shí)，確保狹縫對(duì)應(yīng)目標(biāo)照射區(qū)域 ( 線 ) 的光照均勻 ；測(cè)試液體時(shí)，容易晃動(dòng) ；
相機(jī)移動(dòng)時(shí)，確保相機(jī)所采集區(qū)域 ( 面 ) 的光照均勻；無(wú)晃動(dòng) ；拍攝區(qū)域受限 ；
圖 定制暗箱系統(tǒng)(樣品移動(dòng))
圖 定制暗箱系統(tǒng)(相機(jī)移動(dòng))
對(duì)需要在完全密閉的環(huán)境下進(jìn)行測(cè)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(tái)。系統(tǒng)可兼容我司的 Image-λ 系列、GaiaField 系列產(chǎn)品。如用戶對(duì)研究對(duì)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(lái)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(duì)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(duì)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(qǐng)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(shí)，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(chóng)害以及肉類(lèi)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(cè)（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(cè)
·離線、在線機(jī)臺(tái)相結(jié)合
·植物表型監(jiān)測(cè)
RootSpectra-VNIR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(chǎng)角一致性。相機(jī)采用線掃模式，上下掃描，通過(guò)穹頂光源掃描根盒數(shù)據(jù)。
RootSpectra-VNIR高光譜根系成像儀掃描下根系效果，根盒面積為30cm*100cm下，光譜相機(jī)距離掃描面距離為48cm；400-1000nm掃描像素 1600像素，在304光譜通道數(shù)下，局部放大后效果如圖所示；
專(zhuān)用光學(xué)玻璃透射曲線
400-1000nm根部高光譜數(shù)據(jù)實(shí)測(cè)值
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