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PFD VNIR高光譜成像系統(tǒng)

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   北京易科泰生態(tài)技術(shù)有限公司成立于2002年,,為中關(guān)村高新技術(shù)企業(yè),,致力于生態(tài)-農(nóng)業(yè)-健康研究監(jiān)測(cè)技術(shù)推廣、研發(fā)與服務(wù),特別是在光譜成像技術(shù)(高光譜成像技術(shù),、葉綠素?zé)晒獬上窦夹g(shù),、紅外熱成像技術(shù)、無(wú)人機(jī)遙感等),、植物表型分析技術(shù),、呼吸與能量代謝測(cè)量技術(shù)等方面,與專業(yè)企業(yè)PSI,、Specim,、Sable等合作,,致力于植物科學(xué),、土壤與地球科學(xué)、動(dòng)物能量代謝,、水體與藻類及生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域先進(jìn)儀器技術(shù)的引進(jìn)推廣和技術(shù)研發(fā)集成,,為植物/作物表型分析、生態(tài)修復(fù)及生態(tài)保護(hù),、能量代謝測(cè)量等提供規(guī)劃設(shè)計(jì),、技術(shù)方案與系統(tǒng)集成、技術(shù)咨詢與科技服務(wù),。公司技術(shù)團(tuán)隊(duì)80%以上具備碩士或碩士以上學(xué)位,,并與*研究生院、中科院植物研究所,、中科院動(dòng)物所,、中科院地理科學(xué)與資源研究所、中國(guó)農(nóng)科院,、中國(guó)林科院,、中國(guó)環(huán)科院、中國(guó)水科院,、清華大學(xué),、中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)、北京林業(yè)大學(xué),、北京大學(xué),、中國(guó)海洋大學(xué)、陜西師范大學(xué),、內(nèi)蒙古大學(xué)等建立了長(zhǎng)期的技術(shù)合作交流關(guān)系,。


   公司下設(shè)有葉綠素?zé)晒饧夹g(shù)與植物表型業(yè)務(wù)部、EcoTech®實(shí)驗(yàn)室,、光譜成像與無(wú)人機(jī)遙感事業(yè)部及無(wú)人機(jī)遙感研究中心(與陜西師范大學(xué)合作建立),、動(dòng)物能量代謝實(shí)驗(yàn)室、內(nèi)蒙古阿拉善蒙古牛生態(tài)牧業(yè)研究院及青島分公司。實(shí)驗(yàn)室擁有葉綠素?zé)晒獬上?、葉綠素?zé)晒鈨x,、水體藻類熒光儀、SPECIM高光譜儀,、WORKSWELL紅外熱成像儀,、EasyChem全自動(dòng)化學(xué)分析儀、MicroMac1000水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng),、ACE土壤呼吸自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng),、SoilBox便攜式土壤氣體通量測(cè)量系統(tǒng)、動(dòng)物呼吸測(cè)量系統(tǒng),、LCpro 光合作用測(cè)量?jī)x,、Hood土壤入滲儀、年輪分析儀等各種儀器設(shè)備,,可以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究分析,、實(shí)驗(yàn)培訓(xùn)等,歡迎與易科泰生態(tài)研究室開展合作研究,。


   易科泰公司與歐洲PSI公司(葉綠素?zé)晒饧夹g(shù)與表型分析技術(shù)),、美國(guó)SABLE公司(動(dòng)物能量代謝技術(shù))、歐洲SPECIM公司(高光譜成像技術(shù)),、歐洲WORKSWELL公司(紅外熱成像技術(shù)),、歐洲ATOMTRACE公司(LIBS元素分析技術(shù))、歐洲BCN無(wú)人機(jī)遙感中心,、歐洲ITRAX公司(樣芯密度掃描與元素分析),、美國(guó)VERIS公司、英國(guó)ADC公司,、德國(guó)UGT公司,、歐洲SYSTEA公司等著名生態(tài)儀器技術(shù)領(lǐng)域的研發(fā)機(jī)構(gòu)和廠商建立了密切的合作關(guān)系,在FluorCam葉綠素?zé)晒獬上衽c熒光測(cè)量技術(shù),、PlantScreen植物表型分析技術(shù),、高光譜成像技術(shù)、紅外熱成像技術(shù),、光合作用與植物生理生態(tài)研究監(jiān)測(cè),、土壤呼吸與碳通量研究監(jiān)測(cè)、動(dòng)物呼吸代謝測(cè)量,、水質(zhì)分析與藻類研究監(jiān)測(cè),、CoreScanner樣芯密度CT與元素分析技術(shù)、LIBS元素分析技術(shù),、無(wú)人機(jī)生態(tài)遙感技術(shù)等生態(tài)儀器技術(shù)及其系統(tǒng)方案集成有著豐富的經(jīng)驗(yàn),,成為我國(guó)農(nóng)業(yè)、林業(yè)、地球科學(xué),、生態(tài)環(huán)境研究等領(lǐng)域科技進(jìn)步的重要研究技術(shù)支持力量,。由公司研制生產(chǎn)的EcoDrone®無(wú)人機(jī)遙感平臺(tái)、SoilTron®多功能小型蒸滲儀技術(shù),、SoilBox®土壤呼吸測(cè)量技術(shù),、PhenoPlot®輕便型作物表型分析系統(tǒng)、SCG-N土壤剖面CO2/O2梯度監(jiān)測(cè)系統(tǒng),、植物生理生態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù),、動(dòng)物能量代謝測(cè)量技術(shù)等,在中科院修購(gòu)項(xiàng)目,、*學(xué)科群項(xiàng)目,、CERN網(wǎng)絡(luò)(生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò))等項(xiàng)目中發(fā)揮重要作用。


   “工欲善其事,,必先利其器”,,易科泰公司將秉承“利其器,善其事”的經(jīng)營(yíng)理念,,為國(guó)內(nèi)生態(tài)-農(nóng)業(yè)-健康研究與發(fā)展提供優(yōu)秀的技術(shù)方案和服務(wù)。


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土壤與植物生理生態(tài)研究監(jiān)測(cè),、環(huán)境氣象監(jiān)測(cè),、水文水質(zhì)及地下水監(jiān)測(cè)、水土保持研究監(jiān)測(cè),、荒漠化監(jiān)測(cè),、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)以及動(dòng)物生態(tài)研究等儀器技術(shù)的引進(jìn)推廣和系統(tǒng)集成,并為生態(tài)環(huán)境實(shí)驗(yàn)研究和規(guī)劃設(shè)計(jì)提供技術(shù)方案和分析測(cè)量。

成像方式 二元光學(xué)元件 工作原理 推掃型
價(jià)格區(qū)間 面議 使用狀態(tài) 機(jī)載/地面均可
應(yīng)用領(lǐng)域 醫(yī)療衛(wèi)生,環(huán)保,食品/農(nóng)產(chǎn)品,化工,農(nóng)林牧漁

PFD VNIR高光譜成像系統(tǒng)光譜范圍涵蓋400-1000 nm(VNIR)范圍,,具有高分辨率,、高圖像速率、靈活的波選擇和堅(jiān)固的結(jié)構(gòu),,是一款非常優(yōu)的高光譜測(cè)量監(jiān)測(cè)產(chǎn)品,。該系統(tǒng)集成了Imspector成像光譜儀和面陣單色相機(jī),它以推掃式行掃描成像獲取數(shù)據(jù),,并為每個(gè)像素提供完整,、連續(xù)的光譜信息。

PFD由一個(gè)400-1000nm波段范圍的Imspector V10E光譜儀和一個(gè)高速CMOS探測(cè)器組成,。光譜儀中使用的透射衍射光柵和光學(xué)透鏡提供了高質(zhì)量,、低失真的圖像,滿足了苛刻條件下的規(guī)格要求,。

PFD VNIR高光譜成像系統(tǒng)提供了工業(yè)質(zhì)量控制應(yīng)用所需的靈活性和高速采集,。多個(gè)興趣區(qū)域和binning的結(jié)合為用戶提供了優(yōu)佳系統(tǒng)設(shè)置和控制的可能性。可以150fps的速率采集1312個(gè)空間通道的完整光譜數(shù)據(jù),,高可達(dá)100赫茲,,空間分辨率高達(dá)1775像素。通過(guò)選擇部分光譜范圍,,還可以達(dá)到1000 fps的采集速度,。

主要特點(diǎn)

  • 400 - 1000nm
  • 光譜分辨率2.8 nm
  • 空間分辨率1312像素
  • 幀速率:65幀/秒(全幀),binning條件下可達(dá)180幀/秒
  • 傳感器:CMOS
  • 優(yōu)良的信噪比與binning,,大多數(shù)應(yīng)用領(lǐng)域推薦使用

相機(jī)規(guī)格

光學(xué)特性

光譜相機(jī)

PFD-65-V10E

PFD4K-65-V10E

光譜范圍

400-1000nm

光譜分辨率FWHM

3.0nm(30μm狹縫)

光譜采樣

0.78-6.27nm/pixel(根據(jù)binning調(diào)整)

空間分辨率

RMS光斑大?。?μm

F值

F/2.4

狹縫寬度

30μm(50或80μm可選)

有效狹縫長(zhǎng)度

10.5mm

14.2mm

總效率

>50%與極化無(wú)關(guān)

雜散光

<0.5%(鹵素?zé)簦?90nm LPF)

電氣特性

探測(cè)器

CMOS

空間像素

1312

1775

光譜波段數(shù)

768

像素大小

8.0×8.0μm

相機(jī)輸出

數(shù)字12bit

接口

基本CameraLink

相機(jī)控制

CameraLink

幀頻

高達(dá)150fps

高達(dá)100fps

附加特性

光譜binning高達(dá)8x

空間或光譜方向多重ROI

 

曝光時(shí)間范圍

0.1-100ms

功耗

<5W

輸入電壓

12V(OEM),24V(套裝式)

環(huán)境特性

存儲(chǔ)溫度

-20…﹢50℃

操作溫度

﹢5…﹢40℃,,無(wú)凝水

機(jī)械特性

 

OEM

CASED

大小

231×80.5×78mm

330×85×90mm

重量

1.8kg

2.7kg

機(jī)身

帶安裝螺孔的陽(yáng)極氧化鋁材質(zhì)

鏡頭支座

標(biāo)準(zhǔn)C-mount

用戶調(diào)節(jié)

不支持

快門

選配

支持,,USB控制

附件配置:PFD系統(tǒng)提供多種附件供用戶擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域

  • 前置物鏡:為整個(gè)光譜范圍提供高質(zhì)量的圖像和光譜數(shù)據(jù)
  • 采集光纖:相機(jī)轉(zhuǎn)換成多點(diǎn)光譜儀所有的點(diǎn)在沒有移動(dòng)復(fù)用器的情況下同時(shí)測(cè)量
  • 鏡像掃描器或旋轉(zhuǎn)平臺(tái):用于掃描靜態(tài)目標(biāo)和戶外場(chǎng)景,,或結(jié)合X-stage sample mover用于桌面和顯微鏡應(yīng)用,。
  • LUMO軟件:PFD支持LUMO軟件,用于采集數(shù)據(jù),、設(shè)置參數(shù),、影像實(shí)時(shí)可視化、ENVI兼容格式數(shù)據(jù)立方,,支持多款通用軟件進(jìn)一步處理分析,。

應(yīng)用領(lǐng)域

  • 質(zhì)量控制
  • 食物及植被研究
  • 在線分類和質(zhì)量監(jiān)控
  • 植物與植被研究
  • 環(huán)境監(jiān)測(cè)
  • 防偽檢測(cè)

應(yīng)用案例

使用遙感專題分類方法是珊瑚礁調(diào)查研究的理想方法,高光譜成像對(duì)研究珊瑚礁的生長(zhǎng)模式,、顏色和珊瑚屬,、生態(tài)位等很有意義。以下案例使用PFD-VNIR對(duì)位于以色列埃拉特港北端亞喀巴灣8公里處的珊瑚礁海洋公園,。研究地點(diǎn)被劃分為相對(duì)較小的邊緣礁 (礁約25米寬,,2公里長(zhǎng))。位置的選擇是基于過(guò)水干結(jié)構(gòu)和相對(duì)平坦的珊瑚礁表面,。 

如上圖: (A)用于初步參考和經(jīng)驗(yàn)鑒定的真彩色圖像,,(B)原始高光譜圖像(C)圖像中識(shí)別的AOIs分為兩大類:樣本用于分類模型構(gòu)建(小AOIs,,小圓點(diǎn)),,大AOIs用于驗(yàn)證。(D-F)是用來(lái)驗(yàn)證三種分類決議(分別為15類,、10類和6類)的參考圖,。

上圖顯示了不同珊瑚種類的光譜曲線,右下圖為三個(gè)類解析輸出的可視化表示,。左邊分別顯示了15,、10和6個(gè)類的參考引用圖,;正常分類結(jié)果顯示在中間GLS(氣-液-固體色譜法)結(jié)果如右圖所示,。黃色刻度箭頭表示1m的正方形區(qū)域,。紅色框中突出顯示的是三個(gè)示例誤差

頂部的紅框顯示了黃色硬珊瑚和軟珊瑚的組合,。中間的紅框顯示錯(cuò)誤分類,,如混淆軟珊瑚和死珊瑚底部紅框顯示典型的“珊瑚內(nèi)”錯(cuò)誤分類;黃色珊瑚被錯(cuò)誤地歸類為棕色珊瑚,。無(wú)論哪一種方法,,都無(wú)法避免一些微小誤差。比如暴露過(guò)度的巖塊可能被繪制在一塊礁巖上,。

可以看到,,通過(guò)對(duì)珊瑚光譜特性研究分析,再輔以彩色圖像對(duì)比,,其分類結(jié)果和標(biāo)準(zhǔn)參考結(jié)果及GLS方法極為接近,,而且相比GLS方法,高光譜更為高效,,便捷,。

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