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PFD VNIR高光谱成像系统
产品时间:2020-03-05
PFD VNIR高光谱成像系统光谱范围涵盖400-1000 nm(VNIR)范围,具有高分辨率、高图像速率、灵活的波段选择和坚固的结构,是一款非常厉害的高光谱测量监测产品。该系统集成了Imspector成像光谱仪和面阵单色相机,它以推扫式行扫描成像获取数据,并为每个像素提供完整、连续的光谱信息。

PFD VNIR高光谱成像系统光谱范围涵盖400-1000 nm(VNIR)范围具有高分辨率、高图像速率、灵活的波选择和坚固的结构,是一款非常优的高光谱测量监测产品该系统集成了Imspector成像光谱仪和面阵单色相机,它以推扫式行扫描成像获取数据,并为每个像素提供完整、连续的光谱信息。

PFD由一个400-1000nm波段范围的Imspector V10E光谱仪和一个高速CMOS探测器组成。光谱仪中使用的透射衍射光栅和光学透镜提供了高质量、低失真的图像,满足了苛刻条件下的规格要求。

PFD VNIR高光谱成像系统提供了工业质量控制应用所需的灵活性和高速采集。多个兴趣区域和binning的结合为用户提供了优佳系统设置和控制的可能性。可以150fps的速率采集1312个空间通道的完整光谱数据,高可达100赫兹,空间分辨率高达1775像素。通过选择部分光谱范围,还可以达到1000 fps的采集速度。

主要特点

  • 400 - 1000nm
  • 光谱分辨率2.8 nm
  • 空间分辨率1312像素
  • 帧速率:65帧/秒(全帧),binning条件下可达180帧/秒
  • 传感器:CMOS
  • 优良的信噪比与binning,大多数应用领域推荐使用

相机规格

光学特性

光谱相机

PFD-65-V10E

PFD4K-65-V10E

光谱范围

400-1000nm

光谱分辨率FWHM

3.0nm(30μm狭缝)

光谱采样

0.78-6.27nm/pixel(根据binning调整)

空间分辨率

RMS光斑大小<9μm

F值

F/2.4

狭缝宽度

30μm(50或80μm可选)

有效狭缝长度

10.5mm

14.2mm

总效率

>50%与极化无关

杂散光

<0.5%(卤素灯,590nm LPF)

电气特性

探测器

CMOS

空间像素

1312

1775

光谱波段数

768

像素大小

8.0×8.0μm

相机输出

数字12bit

接口

基本CameraLink

相机控制

CameraLink

帧频

高达150fps

高达100fps

附加特性

光谱binning高达8x

空间或光谱方向多重ROI

 

曝光时间范围

0.1-100ms

功耗

<5W

输入电压

12V(OEM),24V(套装式)

环境特性

存储温度

-20…﹢50℃

操作温度

﹢5…﹢40℃,无凝水

机械特性

 

OEM

CASED

大小

231×80.5×78mm

330×85×90mm

重量

1.8kg

2.7kg

机身

带安装螺孔的阳极氧化铝材质

镜头支座

标准C-mount

用户调节

不支持

快门

选配

支持,USB控制

附件配置:PFD系统提供多种附件供用户扩大应用领域

  • 前置物镜:为整个光谱范围提供高质量的图像和光谱数据
  • 采集光纤:相机转换成多点光谱仪所有的点在没有移动复用器的情况下同时测量
  • 镜像扫描器或旋转平台:用于扫描静态目标和户外场景,或结合X-stage sample mover用于桌面和显微镜应用。
  • LUMO软件:PFD支持LUMO软件,用于采集数据、设置参数、影像实时可视化、ENVI兼容格式数据立方,支持多款通用软件进一步处理分析。

应用领域

  • 质量控制
  • 食物及植被研究
  • 在线分类和质量监控
  • 植物与植被研究
  • 环境监测
  • 防伪检测

应用案例

使用遥感专题分类方法是珊瑚礁调查研究的理想方法,高光谱成像对研究珊瑚礁的生长模式、颜色和珊瑚属生态位等很有意义。以下案例使用PFD-VNIR对位于以色列埃拉特港北端亚喀巴湾8公里处的珊瑚礁海洋公园研究地点被划分为相对较小的边缘礁 (礁约25米宽,2公里长)。位置的选择是基于过水干结构和相对平坦的珊瑚礁表面。 

如上图: (A)用于初步参考和经验鉴定的真彩色图像(B)原始高光谱图像(C)图像中识别的AOIs分为两大类:样本用于分类模型构建(小AOIs,小圆点),大AOIs用于验证。(D-F)是用来验证三种分类决议(分别为15类、10类和6类)的参考图。

上图显示了不同珊瑚种类的光谱曲线,右下图为三个类解析输出的可视化表示。左边分别显示了15、10和6个类的参考引用图;正常分类结果显示在中间GLS(气-液-固体色谱法)结果如右图所示。黄色刻度箭头表示1m的正方形区域。红色框中突出显示的是三个示例误差

顶部的红框显示了黄色硬珊瑚和软珊瑚的组合。中间的红框显示错误分类,如混淆软珊瑚和死珊瑚底部红框显示典型的“珊瑚内”错误分类;黄色珊瑚被错误地归类为棕色珊瑚。无论哪一种方法都无法避免一些微小误差。比如暴露过度的岩块可能被绘制在一块礁岩上。

可以看到,通过对珊瑚光谱特性研究分析,再辅以彩色图像对比,其分类结果和标准参考结果及GLS方法极为接近,而且相比GLS方法,高光谱更为高效,便捷。

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