【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于片烟杂物检测，具体涉及一种用于片烟杂物检测的特定多光谱信息采集系统及制造方法。
技术介绍
1、在工业光学检测领域，当前主流的技术包括x光、rgb图像视觉检测等技术，但是在涉及如农产品加工、制药和食品加工等领域，若希望从物质成分角度对待检测物质进行光学分析，普通的rgb图像包含的信息较少，难以支撑检测任务。而高光谱图像技术作为农业及遥感领域的主流技术，以其包含众多光谱通道数据、具备更丰富的物质层面的信息而闻名，相较于rgb图像仅从色彩、纹理、形状等方面进行检测，高光谱技术包含更为丰富的物质层面的信息，农产品加工、制药和食品加工等领域有更高的应用空间。
2、在当前片烟杂物检测领域，主流的应用方法依然是人工，基于rgb图像的计算机视觉方法在面对与片烟色彩、纹理、形状高度相似的杂物，如杂草时，则难以实现准确区分，因此，在片烟杂物检测领域，急需引进光谱技术从物质层面区分片烟与杂物，进而取代劳动强度大、准确率低、易视觉疲劳的人工目视。
3、但是当前高光谱信息采集系统由于成本较高，复杂度较大，难以在工业应用中大规模推广，因此，开发一套从高光谱中抽取针对某种检测任务的多个光谱通道的方法、在不影响获取待检测目标物质层面的信息的同时、能极大程度地降低光谱技术在工业检测领域的应用成本至关重要。
4、同时，普通场景下的led光源发光波段范围极短，不能适用于多光谱相机的采光需求，而常用的卤素灯光源功率、发热大、寿命短，难以适用于工业产线长期稳定工作的要求，若要使得光谱技术普适性地在工业领域应用，开发一套低
技术实现思路
1、本专利技术公开了一种用于片烟杂物检测的特定多光谱信息采集系统及制造方法，可以利用包含更丰富的物质层面的光学信息对片烟中的杂物进行区分，降低了多光谱技术在工业应用中的使用成本，提高了多光谱技术在工业检测领域中应用的普适性，从而可以有效解决
技术介绍
中涉及的至少一种技术问题。
2、一种用于片烟杂物检测的特定多光谱信息采集系统，包括采集系统支架、光源支架、相机支架、特制多光谱相机以及特制多光谱光源，所述相机支架和所述光源支架由上至下依次设置在所述采集系统支架上，所述特制多光谱相机固定在所述相机支架上，所述特制多光谱光源固定在所述光源支架上，所述特制多光谱相机的采集波段包括450nm、550nm、650nm、720nm、750nm、800nm和850nm，所述特制多光谱光源包括430nm-700nm全光谱灯珠、750nm灯珠、810nm灯珠和850nm灯珠四种发光波段的灯珠。
3、作为本专利技术的一种优选改进，所述特制多光谱光源的数量为两个，两个所述特制多光谱光源呈对称分布安装在所述特制多光谱相机下方。
4、作为本专利技术的一种优选改进，所述特制多光谱光源中的灯珠分别单独配置控制器以实现单类灯珠功率和亮度可调。
5、作为本专利技术的一种优选改进，所述特制多光谱光源包括光源壳、设置在所述光源壳两端的外防尘板，设置在所述光源壳内并与所述外防尘板间隔平行设置的内防尘板、设置在所述光源壳上方并与所述光源壳和所述外防尘板围成封闭结构的漫反射板，以及安装于所述漫反射板和所述光源壳之间的pcb基板。
6、作为本专利技术的一种优选改进，所述外防尘板和所述内防尘板之间设置有散热风扇壳，所述散热风扇壳上安装有用于通风散热的散热风扇。
7、作为本专利技术的一种优选改进，所述光源壳上设置有用于扩大所述光源壳散热面积的格栅散热片。
8、作为本专利技术的一种优选改进，所述外防尘板上设置有通风孔，所述内防尘板封装所述光源壳、所述pcb基板和所述漫反射板之间的空腔以避免灰尘进入。
9、本专利技术还提供了一种用于片烟杂物检测的特定多光谱信息采集系统的制造方法，包括以下步骤：
10、步骤1，利用高光谱相机对片烟复烤环节中片烟及杂物进行高光谱数据采集，在得到的高光谱数据上通过大量取样本点的形式得到片烟及若干某类杂物在各个光谱波段的光强反射率，以此得到片烟复烤环节中片烟及若干某类杂物的特征光谱曲线；
11、步骤2，以表示片烟在第m个光谱波段的反射率值，以表示第k类杂物在第m个光谱波段的反射率值，定义第m个光谱波段的杂物区分度qm，则
12、
13、其中，qm指代第m个光谱波段对片烟和杂物区分的能力，杂物区分度qm越大，则第m个光谱波段对片烟以及杂物区分的能力越强；
14、步骤3，定义第k类杂物在第m个波段的单类杂物区分度则
15、
16、其中，指代第m个波段对第k类杂物与其他类别物质区分的能力，单类杂物区分度越大，则第m个波段对第k类杂物与其他类别物质区分的能力越强；
17、步骤4，定义第m个波段的工作区分度wm，则
18、
19、其中，wm指代第m个波段对片烟杂物检测系统的贡献，wm越大，则第m个波段对片烟杂物检测系统的贡献越大；
20、步骤5，对所有波段的wm进行降序排列得到列表wmm，定义多光谱性价分数dn，则
21、
22、其中，r为工作区分度系数，n为最终保留的光谱波段数，t为成本系数；
23、步骤6，根据上述步骤，最终保留450nm、550nm、650nm、720nm、750nm、800nm和850nm这7个波段为片烟杂物检测的特征波段；
24、步骤7，定制能够采集rgb图像和上述7个波段的特制多光谱相机；
25、步骤8，定制能够覆盖450nm-850nm采光范围的特制多光谱光源，所述特制多光谱光源由430nm-700nm全光谱灯珠、750nm灯珠、810nm灯珠和850nm灯珠四种发光波段的灯珠集成组成；
26、步骤9，将所述特制多光谱相机安装在相机支架上，将所述特制多光谱光源安装在光源支架上，得到用于片烟杂物检测的特定多光谱信息采集系统。
27、本专利技术的有益效果如下：
28、1、依据片烟及杂物的光谱特征，优化选择了高光谱中的少量波段，发挥了光谱技术具有更丰富物质层面信息的优势，避免了由于高光谱数据量巨大而造成的实时性极差的问题，通过定制多光谱相机，极大降低了光谱技术应用的成本；
29、2、利用多种灯珠集成特种多光谱光源，开辟了工业多光谱光源开发的新思路，相比于卤素灯，本专利技术涉及的特制多光谱光源发热量更少、寿命更高，与通过单种灯珠发射较宽光谱的技术相比，本专利技术涉及的特制多光谱光源研制成本更低，实现难度更低，更便于在工业应用领域推广；
30、3、由于多光谱光源发热量相较于普通的led光源大，本专利技术涉及的特制多光谱光源重点优化了散热设计，集成了格栅散热片和散热风扇两种散热方式，并且在pcb基板的两面设置了通风空腔，增强了风冷的散热能力；
31、4、本专利技术通过对片烟及常见杂物进行高光谱数据采集，分析其光谱特征，定制特种多光谱相机和光源，开本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于片烟杂物检测的特定多光谱信息采集系统，其特征在于，包括采集系统支架、光源支架、相机支架、特制多光谱相机以及特制多光谱光源，所述相机支架和所述光源支架由上至下依次设置在所述采集系统支架上，所述特制多光谱相机固定在所述相机支架上，所述特制多光谱光源固定在所述光源支架上，所述特制多光谱相机的采集波段包括450nm、550nm、650nm、720nm、750nm、800nm和850nm，所述特制多光谱光源包括430nm-700nm全光谱灯珠、750nm灯珠、810nm灯珠和850nm灯珠四种发光波段的灯珠。
2.根据权利要求1所述的一种用于片烟杂物检测的特定多光谱信息采集系统，其特征在于，所述特制多光谱光源的数量为两个，两个所述特制多光谱光源呈对称分布安装在所述特制多光谱相机下方。
3.根据权利要求1所述的一种用于片烟杂物检测的特定多光谱信息采集系统，其特征在于，所述特制多光谱光源中的灯珠分别单独配置控制器以实现单类灯珠功率和亮度可调。
4.根据权利要求1所述的一种用于片烟杂物检测的特定多光谱信息采集系统，其特征在于，所述特制多光谱光源包括
5.根据权利要求4所述的一种用于片烟杂物检测的特定多光谱信息采集系统，其特征在于，所述外防尘板和所述内防尘板之间设置有散热风扇壳，所述散热风扇壳上安装有用于通风散热的散热风扇。
6.根据权利要求4所述的一种用于片烟杂物检测的特定多光谱信息采集系统，其特征在于，所述光源壳上设置有用于扩大所述光源壳散热面积的格栅散热片。
7.根据权利要求4所述的一种用于片烟杂物检测的特定多光谱信息采集系统，其特征在于，所述外防尘板上设置有通风孔，所述内防尘板封装所述光源壳、所述PCB基板和所述漫反射板之间的空腔以避免灰尘进入。
8.一种如权利要求1-7任意一项所述的用于片烟杂物检测的特定多光谱信息采集系统的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种用于片烟杂物检测的特定多光谱信息采集系统，其特征在于，包括采集系统支架、光源支架、相机支架、特制多光谱相机以及特制多光谱光源，所述相机支架和所述光源支架由上至下依次设置在所述采集系统支架上，所述特制多光谱相机固定在所述相机支架上，所述特制多光谱光源固定在所述光源支架上，所述特制多光谱相机的采集波段包括450nm、550nm、650nm、720nm、750nm、800nm和850nm，所述特制多光谱光源包括430nm-700nm全光谱灯珠、750nm灯珠、810nm灯珠和850nm灯珠四种发光波段的灯珠。
2.根据权利要求1所述的一种用于片烟杂物检测的特定多光谱信息采集系统，其特征在于，所述特制多光谱光源的数量为两个，两个所述特制多光谱光源呈对称分布安装在所述特制多光谱相机下方。
3.根据权利要求1所述的一种用于片烟杂物检测的特定多光谱信息采集系统，其特征在于，所述特制多光谱光源中的灯珠分别单独配置控制器以实现单类灯珠功率和亮度可调。
4.根据权利要求1所述的一种用于片烟杂物检测的特定多光谱信...
【专利技术属性】
技术研发人员：尹凡，李庆鹏，詹良，谢博文，黄晶，梁凯歌，罗梓凌，宋晶晶，
申请(专利权)人：湖南烟叶复烤有限公司，
类型：发明
国别省市：
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