多光谱成像装置及在线多光谱成像装置的制作方法

本发明涉及多光谱成像设备技术领域，特别涉及一种多光谱成像装置及在线多光谱成像装置。

背景技术：

多光谱成像装置是一种可以获得目标二维图像坐标信息和波长光谱信息的成像系统。多光谱广泛应用于空间遥感监测、植被分析监测、物体成分分析等方面。多光谱成像的光谱信息分别率较低，一般的传统方法是采用由光学相机和滤光片组成的成像装置来实现。但传统的基于滤光片的多光谱光源设备对于不同波段光源的切换速度较慢，无法保证光学相机采集光谱信息的连续性。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种多光谱成像装置及在线多光谱成像装置，能够通过电脉冲信号控制实现快速切换不同光谱的光源，提高多光谱成像的效率。

第一方面，本发明实施例提供一种多光谱成像装置，包括：

多个光源，每个所述光源均具有不同的发光光谱；

光源驱动模块，与所述光源电连接，用于向所述光源发送电信号以控制所述光源的点亮或熄灭；以及

相机，用于对被所述光源照射的物体成像。

根据本发明实施例的一种多光谱成像装置，至少具有如下有益效果：多光谱成像装置，包括多个光源、光源驱动光模块以及相机；每个所述光源均具有不同的发光光谱；光源驱动模块与所述光源电连接，用于向所述光源发送电信号以控制所述光源的点亮或熄灭；相机用于对多个所述光源照射的物体成像。通过光源驱动模块向各个光源发送电信号控制各光源的点亮或熄灭，实现多光谱的切换，相机可以快速高效的获取多光谱图像，提高多光谱成像效率。同时，省去了滤光片及其机械切换结构的成本，利于多光谱成像在工业上的普及。

本发明的一个特定实施例中，还包括机架，所述机架上设置有导轨和多个滑块，所述导轨包括同心设置的内弧型轨道条和外弧型轨道条，所述滑块的两端分别与所述内弧型轨道条和所述外弧线轨道条滑动连接，所述光源设置在所述滑块上。

第二方面，本发明实施例提供了一种在线多光谱成像装置，包括：

多个光源，每个所述光源均具有不同的发光光谱；

光源驱动模块，与所述光源电连接，用于向所述光源发送电信号以控制所述光源的点亮或熄灭；

传送带，用于带动目标检测物经过所述光源照射的区域；以及

相机，用于对位于所述光源照射的区域的所述目标检测物成像。

根据本发明实施例的一种在线多光谱成像装置，至少具有如下有益效果：多光谱成像装置，包括多个光源、光源驱动光模块、传送带以及相机；每个所述光源均具有不同的发光光谱；光源驱动模块与所述光源电连接，用于向所述光源发送电信号以控制所述光源的点亮或熄灭；传送带用于带动目标检测物经过所述光源照射的区域；相机用于对位于所述光源照射的区域的所述目标检测物成像。通过光源驱动模块向各个光源发送电信号控制各光源的点亮或熄灭，实现多光谱的切换，相机可以快速高效的获取多光谱图像，提高多光谱成像效率。同时，省去了滤光片及其机械切换结构的成本，利于多光谱成像在工业上的普及。同时，利用电信号快速切换多光谱的特性，将多光谱成像应用到流水线上，可以实现对传送带上的运动物体进行不间断的多光谱成像，提高了多光谱成像的效率。

本发明的一个特定实施例中，还包括机架，所述机架上设置有导轨和多个滑块，所述导轨包括同心设置的内弧型轨道条和外弧型轨道条，所述滑块的两端分别与所述内弧型轨道条和所述外弧线轨道条滑动连接，所述光源设置在所述滑块上。

本发明的一个特定实施例中，还包括振动机构，所述振动机构与所述传送带的首端连接。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明实施例在线多光谱成像装置的结构示意图；

附图标记：

机架100、内弧型轨道条110、外弧型轨道条120、滑块200、紫外光led灯条310、可见光led灯条320、红外光led灯条330、线阵相机400、传送带500、目标检测物600。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本，而不能理解为对本的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

基于滤光片切换式的多光谱成像系统，在人工更换或调试不同波段滤光片的过程中，光学相机对不同波段的图像信息的获取存在着一定间隔的时间差，严重影响数据采集的连续性和高效性。滤光片式多光谱设备的物理镜头窄小，加上滤光片的安装位置只适合安装在镜头前面，获取的图像信息的区域有限，只适合于近距离采集目标检测物600的波段信息，无法获取远距离运动目标物的信息。

本发明的多光谱成像系统刚好相反，采用了多个led灯条组合成阵列式的光源，光源驱控模块控制不同的光源照射目标检测物600，在极短时间内，线阵相机400能够高速获取目标物表面的反射光，也可以获取远距离的运动目标的光谱信息，提高多光谱成像的效率。

以下提供了多个实施例，对本发明的多光谱成像装置进行详细说明。

参照图1，本发明第一实施例的一种多光谱成像装置，包括：

多个光源，每个所述光源均具有不同的发光光谱；

光源驱动模块，与所述光源电连接，用于向所述光源发送电信号以控制所述光源的点亮或熄灭；以及

相机，用于对被所述光源照射的物体成像。

本实施例中，光源采用led灯条，例如，分别采用具有三种光谱的led灯条，包括紫外光led灯条310、可见光led灯条320以及红外光led灯条330。可以了解的是，本领域技术人员可以根据相应的需求适当的更改led灯条的数量或者选择不同光谱范围的led灯条。

led灯条使用直流电供电，光源驱动模块用于向相应的led灯条供电将led灯条点亮。在一个实施例中，可以采用单片机作为光源驱动模块电连接led灯条，单片机的i/o引脚可以输出高电平或低电平，将led灯条的负极接地，在led灯条的正极电连接单片机的i/o引脚，单片机可以通过向与led灯条电连接的i/o引脚输出高电平点亮相应的led灯条，或者输出低电平熄灭相应的led灯条。

相机可以采用线阵相机400或者面阵相机，相机成像的空间位置一般是固定的，因此，要求多个光源照射都照射到相机能成像的空间位置上，这样子，光源照射到位于该空间位置的目标检测物600上在反射入相机镜头成像。可以按照顺序依次单独点亮每个光源，然后在每个光源单独点亮的时候，用相机对该光源照射下的目标检测物600成像，从而获得多光谱图像。

本实施例采用电信号控制多光谱光源的切换，从而便于相机获得多光谱图像，光源切换速度快，加快了多光谱成像的速率。

本发明的第二实施例提供的一种多光谱成像装置，还包括机架100，所述机架100上设置有导轨和多个滑块200，所述导轨包括同心设置的内弧型轨道条110和外弧型轨道条120，所述滑块200的两端分别与所述内弧型轨道条110和所述外弧线轨道条滑动连接，所述光源设置在所述滑块200上。

滑块200的两端固定连接有两个抱箍，两个抱箍之间的距离是固定的，两个滑块200的两端通过两个抱箍分别固定在内弧型轨道条110和外弧型轨道条120上。并且两个抱箍连线的延长线经过内弧型轨道条110和外弧型轨道条120共同的圆心，从而保证固定在滑块200上的led灯条可以容易照射到内弧型轨道条110和外弧型轨道条120共同的圆心，并且可以保证多个光源的光都能照射到内弧型轨道条110和外弧型轨道条120共同的圆心，保证多个光源照射到同一位置。加快了多个光源安装时的调整时间，加快了成像的速率。

在其中一个实施例中，还设置了给预留led灯条用的滑块200，便于在增设led灯条时使用。新增加的led灯条可以通过胶布粘贴在滑块200上，或者通过螺钉经led灯条连接到滑块200预留的螺孔上。

参照图1，本发明的第三实施例体用了一种在线多光谱成像装置，包括：

多个光源，每个所述光源均具有不同的发光光谱；

光源驱动模块，与所述光源电连接，用于向所述光源发送电信号以控制所述光源的点亮或熄灭；

传送带500，用于带动目标检测物600经过所述光源照射的区域；以及

相机，用于对位于所述光源照射的区域的所述目标检测物600成像。

具体的应用中，多光谱成像装置可以应用在例如在大型智能垃圾分选设备、小型的水果分拣设备、小型的谷物分类设备、小型的工厂皮革分类流水线设备等等。该装置对目标检测物600的识别内容不仅仅局限于其表面成像信息，多种光源波长对物体的透光性质以及结合定制多光谱相机，可以深入获取更多目标检测物600的特征图像。

本实施例中，为了便于在流水线等设备上进行多光谱成像，将传送带500用于带动物体经过光源照射的区域，然后进行多光谱成像。相较于传送的机械式的滤光片切换实现的多光谱成像装置，本实施例提供的利用电信号切换多光谱光源的方式，具有更快的多光谱切换速度，提高了在线多光谱成像的效率。

本发明的第四实施例提供了一种在线多光谱成像装置，还包括机架100，所述机架100上设置有导轨和多个滑块200，所述导轨包括同心设置的内弧型轨道条110和外弧型轨道条120，所述滑块200的两端分别与所述内弧型轨道条110和所述外弧线轨道条滑动连接，所述光源设置在所述滑块200上。

本实施例中，传送带500位于机架100下方，同时在传送带500的两侧设置了光信号发射装置和光信号接收装置，在传送带500上的目标检测物600到达机架100下方的时候，目标检测物600会阻挡光信号发射装置向光信号接收装置发射的光信号，从而触发光源驱动模块控制各个光源依次单独点亮，同时相机在每个光源单独点亮期间对经过的目标检测物600成像。

本实施例通过在滑块200的两端固定连接有两个抱箍，两个抱箍之间的距离是固定的，两个滑块200的两端通过两个抱箍分别固定在内弧型轨道条110和外弧型轨道条120上。并且两个抱箍连线的延长线经过内弧型轨道条110和外弧型轨道条120共同的圆心，从而保证固定在滑块200上的led灯条可以容易照射到内弧型轨道条110和外弧型轨道条120共同的圆心，并且可以保证多个光源的光都能照射到内弧型轨道条110和外弧型轨道条120共同的圆心，保证多个光源照射到同一位置。加快了多个光源安装时的调整时间，加快了成像的速率。

本发明的第五实施例提供了一种在线多光谱成像装置，还包括振动机构，所述振动机构与所述传送带500的首端连接。

在实际的应用场景中，比如垃圾分选设备中，当所有的垃圾一起进入传送带500时，很可能会出现不同类型的垃圾重叠的现象，这种情况会严重影响垃圾分选的效率。

本实施例中，在传送带500的手段连接了振动机构，需要通过传送带500带动经过所述光源照射的区域的目标检测物600，例如垃圾等，都先在振动机构上被振动分散开，然后再一件一件的掉落在传送带500的首端，解决了目标检测物600在传送带500上堆叠堵塞的问题，提供了多光谱成像的效果。

其中一个实施例中，振动机构采用振动筛，垃圾先倾倒在振动筛上，振动筛剧烈的振动不仅将细小的灰尘从筛孔中振动掉落，避免灰尘进入到传送带500中影响多光谱成像的效果，而且还可以将堆叠的垃圾尽可能的分散开来，然后从振动筛上掉落到传送带500的首端，提高垃圾的识别效率。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。