CN108844901B - 多光谱图像采集装置 - Google Patents
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Abstract
本公开公开了一种多光谱图像采集装置，所述多光谱图像采集装置包括：壳体、光源、置物板和图像采集孔，其中：光源和置物板位于壳体形成的空间内；光源放置在壳体底部，用于产生照射光；置物板置于壳体中部，用于承载被检测物体；置物板上设有照射孔，用于透射照射光，被检测物体放置于照射孔上方，使得照射光照射到被检测物体上；壳体远离光源的一端设有图像采集孔，用于采集照射光照射被检测物体后形成的图像。本发明利用不同光源产生不同的波长照射被检测物体，利用多光谱相机拍摄不同波长的照片，获得不同光谱的图像，从而避免了复杂的光学结构、降低了成本，同时还有效地避免了外界光源的干扰，保证所有进入摄像机的光线全部通过被检测物体。
Description
技术领域
本公开涉及分析仪器技术领域，尤其是一种透射型吸收多光谱图像采集装置。
背景技术
多光谱成像技术应用广泛，其在军事方面如导弹预警、侦查、海洋监视、制导、军事测绘、气象探测等领域已大量使用，在地质、资源调查、农林、水文、海洋、医疗、环境监测、科学试验等一系列领域也获得非常广泛的应用。因此，多光谱图像的采集就变得非常重要。
现有技术中，多光谱图像采集装置通常借助分光设备把入射的全波段或宽波段的光信号分成若干个窄波段的光束，然后再把它们分别成像在相应的探测器上，从而获得不同光谱波段的图像。目前分光设备主要采用光栅分光、迈克尔逊双光束干涉分光等方法，但这些方法都需要使用复杂而精密的光学结构，从而导致多光谱图像采集装置***格昂贵。
发明内容
为了解决上述现有技术中存在的问题，本公开提出一种多光谱图像采集装置，其利用不同的光源产生不同的波长照射被检测物体，从而获得不同光谱的图像，避免了复杂的光学结构，降低了成本。
根据本公开的一方面，提出一种多光谱图像采集装置，所述多光谱图像采集装置包括：壳体、光源、置物板和图像采集孔，其中：
所述光源和置物板位于所述壳体形成的空间内；
所述光源放置在所述壳体的底部，用于产生照射光；
所述置物板置于所述壳体的中部，用于承载被检测物体；
所述置物板上设有照射孔，用于透射所述照射光，所述被检测物体放置于所述照射孔的上方，使得照射光能够照射到被检测物体上；
所述壳体远离所述光源的一端设有图像采集孔，用于采集照射光照射所述被检测物体后形成的图像。
可选地，所述光源为LED光源，能产生多种光谱的照射光。
可选地，所述光源为具有不同波长的单色LED光源，能产生多种波长的照射光。
可选地，所述光源接设有聚光设备，所述聚光设备位于所述光源与置物板之间，用于将所述光源产生的照射光聚集至所述照射孔。
可选地，所述聚光设备与光源接触的一端的水平横截面面积小于另一端的水平横截面面积。
可选地，所述聚光设备的内表面布设有反射物质。
可选地，还包括图像采集孔盖，所述图像采集孔盖可拆卸式地安装在所述壳体上靠近所述图像采集孔的位置处，以对所述图像采集孔进行覆盖。
可选地，所述图像采集孔盖设置有锁紧装置，以将所述图像采集孔盖锁紧在所述壳体上。
可选地，所述壳体的侧面还设置有操作孔，供工作人员通过操作孔对于被检测物体进行操作。
可选地，所述操作孔还接设有遮光组件，以对外部光线进行遮挡。
本公开的多光谱图像采集装置使用不同波长的光源代替传统多光谱成像装置的分光设备，利用不同的光源产生不同的波长照射被检测物体，利用多光谱相机拍摄不同波长的照片，获得不同光谱的图像，完成物体的多光谱图像采集，从而避免了复杂的光学结构、降低了成本。本公开多光谱图像采集装置还设计了照明空间、物体暗室空间，从而可以避免外界光源的干扰，保证所有进入摄像机的光线全部通过被检测物体，不会对测量结果产生影响。另外，本公开的多光谱图像采集装置还可以通过编程方式实现不同波长的组合照明，实现对图像光谱的稀疏采样。本公开的多光谱图像采集装置可广泛用于物体内部成分的分析，或者分析化学反应过程中物质的转化。
附图说明
图1为根据本公开一实施例的多光谱图像采集装置的结构示意图。
具体实施方式
下文中，将参考附图详细描述本公开的示例性实施方式，以使本领域技术人员可容易地实现它们。此外，为了清楚起见，在附图中省略了与描述示例性实施方式无关的部分。
在本公开中，应理解，诸如“包括”或“具有”等的术语旨在指示本说明书中所公开的特征、数字、步骤、行为、部件、部分或其组合的存在，并且不欲排除一个或多个其他特征、数字、步骤、行为、部件、部分或其组合存在或被添加的可能性。
另外还需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本公开。
根据本公开的一方面，提出一种多光谱图像采集装置，如图1所示，所述多光谱图像采集装置包括：壳体1、光源2、置物板3和图像采集孔4，其中：
所述光源2和置物板3位于所述壳体1形成的空间内；
所述光源2放置在所述壳体1的底部，用于产生照射光；
所述置物板3置于所述壳体1的中部，用于承载被检测物体；
所述置物板3上设有照射孔5，用于透射所述照射光，所述被检测物体放置于所述照射孔5的上方，使得照射光能够照射到被检测物体上；
所述壳体1远离所述光源2的一端设有图像采集孔4，用于采集照射光照射所述被检测物体后形成的图像。
在本发明一实施例中，所述壳体1可呈立方体、正方体、圆柱体、圆锥体、球体、椭圆球体等各种规则形状，当然，也可呈各种不规则形状，只要所述壳体能够稳固设置所述光源、置物板和图像采集孔即可，本公开对于壳体的具体形状不作具体限定。
在本发明一实施例中，所述光源2为LED光源，可产生多种光谱的照射光。
在本发明一实施例中，所述光源2为具有不同波长的单色LED光源，可产生多种波长的照射光。
在本发明一实施例中，所述光源2接设有聚光设备6，所述聚光设备6位于所述光源2与置物板3之间，用于将所述光源2产生的照射光聚集至所述照射孔5，进而通过照射孔5照射至放置于所述照射孔5上的被检测物体。
在本发明一实施例中，所述聚光设备6与光源2接触的一端的水平横截面面积小于另一端的水平横截面面积，以实现聚光作用，比如，所述聚光设备6可呈半圆球状、圆锥状、圆柱状等形状，也可以为截面为梯形或类梯形的多面体状。
在本发明一实施例中，所述聚光设备6的内表面布设有反射物质，比如安装有反射膜，或者涂覆有反射材料等等，以将所述光源产生的照射光尽可能多地反射至所述照射孔、可能多地通过照射孔并照射到所述被检测物体上。
在本发明一实施例中，所述照射孔5在置物板3上的位置与所述光源2的位置相对应，或者说，所述照射孔5与光源2处于同一条与水平面垂直的垂直线上，比如，当所述光源2位于所述壳体1底部的中间位置时，所述照射孔5也位于所述置物板3的中间位置。
在本发明一实施例中，所述图像采集孔4可为一个或多个。
在本发明一实施例中，所述壳体1形成的空间为密闭空间，以防止外部光线进入所述多光谱图像采集装置，保证壳体内只有经过被检测物体的光线被拍摄，而不会受到其他光线的干扰，其中，所述光源2与置物板3之间形成照明空间，所述置物板3与图像采集孔4之间形成暗室空间。
在本发明一实施例中，所述多光谱图像采集装置还包括图像采集孔盖7，所述图像采集孔盖7可拆卸式地安装在所述壳体1上靠近所述图像采集孔4的位置处，以对所述图像采集孔4进行覆盖，在所述多光谱图像采集装置不工作时，防止灰尘进入所述多光谱图像采集装置。
在本发明一实施例中，所述图像采集孔盖7设置有锁紧装置，以在所述多光谱图像采集装置不工作时，将所述图像采集孔盖7锁紧在所述壳体1上，对所述多光谱图像采集装置进行紧密保护。
在本发明一实施例中，所述壳体1的侧面还设置有操作孔8，供工作人员通过操作孔8对于被检测物体进行操作，比如添加试剂、搅拌等等。为了防止外部光线进入所述壳体，所述操作孔8还接设有遮光组件，以对外部光线进行遮挡，其中，所述遮光组件可由暗色柔性物质制成，比如黑色织物等。
所述多光谱图像采集装置在使用时，将置物器皿放在置物板上的照射孔上，将被检测物体放置在器皿上，设置光源的波长，宽光谱摄像机通过壳体顶部的图像采集孔拍摄此波长下的图像，重复上述过程，就可以获得该被检测物体的多光谱图像。比如，若想要采集某一化学物质产生化学反应的多光谱图像时，将化学反应器皿放在置物板上的照射孔上，将化学反应物质放置在化学反应器皿上，设置光源的波长，宽光谱摄像机通过壳体顶部的图像采集孔拍摄此波长下的图像，重复上述过程，就可以获得该物质所产生的化学反应的多光谱图像。通过分析不同的光谱的图像，利用不同成分对不同波长的光线吸收能力的不同，可以判断不同时刻物体内的成分变化，从而判断出化学反应的进程。另外，还可以根据多光谱图像上不同波长的亮度空间变化，研究化学反应在不同位置发生反应的情况。
在本发明一实施例中，所述多光谱图像采集装置还包括控制器，所述控制器与所述光源连接，用于控制光源产生预设波长的照射光，进而与摄像机进行配合，拍摄出不同波长照射光照射情况下的照片，通过多次拍摄即可获得相应的多光谱图像，进而通过编程方式实现不同波长的组合照明，实现对图像光谱的稀疏采样。
其中，所述控制器可以为单片机、计算机等控制设备。
以上所述的具体实施例，对本公开的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本公开的具体实施例而已，并不用于限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种多光谱图像采集装置，其特征在于，所述多光谱图像采集装置包括：壳体、光源、置物板和图像采集孔，其中：
所述光源和置物板位于所述壳体形成的空间内；
所述光源放置在所述壳体的底部，用于产生照射光；
所述置物板置于所述壳体的中部，用于承载置物器皿；
所述置物板上设有照射孔，用于透射所述照射光，所述置物器皿放置于所述照射孔的上方，将被检测物体放置在器皿上，使得照射光能够照射到被检测物体上，其中，所述被检测物体包括化学反应物质；
所述壳体远离所述光源的一端设有图像采集孔，用于采集照射光照射所述被检测物体后形成的图像；
其中，所述光源与置物板之间形成照明空间，所述置物板与图像采集孔之间形成暗室空间。
2.根据权利要求1所述的多光谱图像采集装置，其特征在于，所述光源为LED光源，能产生多种光谱的照射光。
3.根据权利要求1所述的多光谱图像采集装置，其特征在于，所述光源为具有不同波长的单色LED光源，能产生多种波长的照射光。
4.根据权利要求1所述的多光谱图像采集装置，其特征在于，所述光源接设有聚光设备，所述聚光设备位于所述光源与置物板之间，用于将所述光源产生的照射光聚集至所述照射孔。
5.根据权利要求4所述的多光谱图像采集装置，其特征在于，所述聚光设备与光源接触的一端的水平横截面面积小于另一端的水平横截面面积。
6.根据权利要求4所述的多光谱图像采集装置，其特征在于，所述聚光设备的内表面布设有反射物质。
7.根据权利要求1所述的多光谱图像采集装置，其特征在于，还包括图像采集孔盖，所述图像采集孔盖可拆卸式地安装在所述壳体上靠近所述图像采集孔的位置处，以对所述图像采集孔进行覆盖。
8.根据权利要求7所述的多光谱图像采集装置，其特征在于，所述图像采集孔盖设置有锁紧装置，以将所述图像采集孔盖锁紧在所述壳体上。
9.根据权利要求1所述的多光谱图像采集装置，其特征在于，所述壳体的侧面还设置有操作孔，供工作人员通过操作孔对于被检测物体进行操作。
10.根据权利要求9所述的多光谱图像采集装置，其特征在于，所述操作孔还接设有遮光组件，以对外部光线进行遮挡。
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