[發明專利]一種可見-近紅外短波高光譜成像裝置

在審

• 申請號: 201810267280.0
• 申請日: 2018-03-28
• 公開（公告）號: CN108519154A
• 公開（公告）日: 2018-09-11
• 發明（設計）人: 趙靜;蘭玉彬;龍擁兵;李繼宇;鄧小玲;馮建勛
• 申請（專利權）人: 華南農業大學
• 主分類號: G01J3/28
• 分類號: G01J3/28;G01J3/02;G01N21/3563;G01N21/359
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

本發明公開了一種適用于設施農業的可見?近紅外短波高光譜成像裝置，包括有二維分光裝置、消色差鏡頭、CCD、控制器、顯示屏，其中二維分光裝置置于消色差鏡頭的前側，CCD拍攝消色差鏡頭的圖像，二維分光裝置及CCD把圖像信息輸入至控制器，控制器的信號輸出端與顯示屏電連接。本發明可實現650nm?1100nm范圍的高光譜成像。采用消色差鏡頭，省去電控平移裝置，避免機械部件，成像更穩定、清晰，同時降低了成本。采用微電腦控制器，實現高光譜成像裝置的遠程遙控。

技術領域

本發明屬于高光譜成像技術領域，具體涉及一種設施農業的可見-近紅外短波高光譜成像裝置，屬于可見-近紅外短波高光譜成像裝置的創新技術。

背景技術

高光譜成像技術能夠同時體現一維表征像元光譜信息和目標二維空間景象的物理屬性，并且具有較高的分辨率和圖譜合一的屬性，目前已用于農畜產品質量和安全檢測、農作物生長檢測與產量估計、營養分析與施肥效果等方面，具有高效、無損、準確的特點。如Senthilkumar 等［SENTHILKUMAＲ T，JAYAS D S，WHITE N D G，et al．Journal of Stored Products Ｒesearch，2016，147: 162-173.］使用近紅外高光譜成像系統檢測小麥青霉菌感染和赭曲霉毒素的污染，準確的對不同濃度的赭曲霉毒素污染的小麥籽、不同時期青霉菌感染的小麥顆粒進行了分類；謝傳奇等［謝傳奇，方孝榮，邵詠妮等。農業機械學報，2015，46 ( 3) :315-319.］提出了利用高光譜圖像采集系統獲取染病和健康番茄葉片的高光譜圖像，進而建立了早期番茄葉片早疫病的預測模型，實現對番茄葉片早疫病的檢測。

范圍在650-1100nm的可見-近紅外短波段是農作物的敏感波段，農作物的病害脅迫、營養狀況在這一區間均有明顯的體現。且此區間光譜信號受環境影響小，信號穩定可靠。本發明針對設施農作物生長監控需要，提出了一種可見-近紅外短波高光譜成像裝置。裝置工作于農作物特征光譜區間，包括硬件和軟件兩部分，填補了目前設施農業環境中的作物高光譜檢測裝置的空白。

發明內容

本發明的目的在于提供一種可見-近紅外短波高光譜成像裝置，本發明可實現650-1100nm區間高光譜成像，在保障裝置結構簡化的同時，實現清晰成像；此外，本發明采用腦控制器實現裝置遠程遙控，且可以實現相機參數調節、單幀拍攝、任意波長間隔循環拍攝、多種格式圖像保存、通過灰度直方圖判斷調節曝光時間至最佳值等功能。

本發明的技術方案是這樣實現的，本發明的可見-近紅外短波高光譜成像裝置，包括有二維分光裝置、消色差鏡頭、CCD、控制器、顯示屏，其中二維分光裝置置于消色差鏡頭的前側，CCD拍攝消色差鏡頭的圖像，二維分光裝置及CCD把圖像信息輸入至控制器，控制器的信號輸出端與顯示屏電連接。

本發明提出采用液晶濾光器作為核心分光器，實現650nm-1100nm的可見-近紅外短波高光譜成像。采用消色差鏡頭、分光器前置等器件，在保障裝置結構最簡化的同時，實現清晰成像；此外，本發明采用腦控制器實現裝置遠程遙控，且可以實現相機參數調節、單幀拍攝、任意波長間隔循環拍攝、多種格式圖像保存、通過灰度直方圖判斷調節曝光時間至最佳值等功能。并可根據外界天氣影響，內置設施農業高光譜裝置最佳工作參數。

附圖說明

圖1為本發明的外觀圖；

圖2為本發明的原理圖；

圖3 為本發明成像畸變檢測結果的示意圖；

圖4為本發明獲得穩定的不同種類生菜的光譜曲線示意圖。

具體實施方式

下面通過實施例對本發明做進一步詳細說明，這些實施例僅用來說明本發明，并不限制本發明的范圍。