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彩谱高光谱相机对轮胎表面异物检测的实际应用

访问量:1055 发布时间:2024-04-15

一、概念介绍

1.反射率值

高光谱反射率值涉及的是物体在特定光谱范围内的反射性能。这种反射率不仅仅是单一波长的反射,而是覆盖了一个宽光谱范围,从而可以获取更详细、更全面的物体反射特性信息

2.高光谱成像原理

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色散型高光谱相机-光栅色散型:利用色散元件(光栅或者棱镜)进行分光,再经由成像系统成像在探测器上。上图是光栅色散型高光谱相机的具体原理。

如果我们要对图中的这个树叶它每一点的高光谱数据进行测量,通过入射光在光栅面进行反射,把这一个点的入射光分解成在不同波长处的能量分布,再通过多个传感器象元对具体的不同波长处的能量进行测量。这个图看到的就需要有一个反射光栅或者透射光栅对光线进行分光。

这种方式的好处是可以一次性处理一条线上面的所有的点。然后对每一点不同波长处的能量可以进行一次测量。所以大多数光栅型的高光谱相机都设计成线扫描相机。一次获取一条线上每一点的所有波长的光谱数据。由于每一点的不同波长处的光谱数据是同时获取的,所以就可以对这一点的不同波长处的光谱数据进行同时计算。这是光栅型非常重要的一个特性。光栅型的高光谱相机就特别适合应用在颜色测量,水果的分类和品质、糖度检测,塑料垃圾回收中塑料的分类这些领域,因为这些应用都需要对每一个点的不同波长数据进行同时运算,才能计算出我们想要的结果。

二、实验测试

1.实验目的

轮胎表面异物检测(贴纸)  客户是做轮胎配套检测行业,在轮胎原料生产中,会有一个环节是对原料表面进行一次材料附着,类似塑料类贴纸,目的是保护原料表面,但在后期工艺中,需要对此贴纸进行处理中,但往往会存在清除效果不好,残留。客户此前是使用工业相机,但对透明材贴纸检测效率不高,客户继续寻找一款高效有效的设备

2.实验测试仪器列

设备名称

型号

配置明细

备注

 

高光谱相机

 

 

FS-13

 

光谱范围:400-1000nm

光谱分辨率:2.5nm


 

测试台架

 

FS-826

 

 

测量平台10*15cm

 


3.测试步骤

1400-1000nm波段下,对客户带来的轮胎裁剪样本,进行异物检测

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2将轮胎表层样本上方附上各种颜色贴纸,如蓝色,红色,透明等

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注:透明贴纸实际贴合更紧密,肉眼很难识别

 

3将样本放置到测试台架上方

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4设置仪器参数和台架运行速度,进行数据采集

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4.实验结果

1所检测样品在610-620nm波段左右下,反射率特征比较明显

 

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2CIE校准还原颜色的状态下,这是最接近真实颜色的场景但实际工业场景中,但样品体积较大,异物体积较小,检测比较费力,透明材料不易识别

 

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3在当前设置模式下,我们把显示波段调整为单波段成像,RGB都设置为612通道,然后调整阈值,即可非常直观的看出异物附着(此时是降低G通道阈值,图像偏向绿色)

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4在当前设置模式下,我们把显示波段调整为单波段成像,RGB都设置为612通道,然后调整阈值,即可非常直观的看出异物附着(此时是降低B通道阈值,图像偏向蓝色)

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三、结论

高光谱在此行业应用的优势在于,可比较直观的查看物体的光谱特征,可以根据需要想识别的物体特征,来进行分类(图片可直观判断)选择对应通道,调整阈值,即可有效得出图片分类结果,结合后期接口开放,用户可以根据使用场景的需求来进行调试,应用到生产中去

 


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