【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及色选机，尤其涉及一种基于双高光谱相机的色选机系统。
技术介绍
1、色选机是一种用于食品、药品、金属品、矿石、化工等行业中，用于自动识别和分拣不同颜色或不同形状物品的设备。它采用先进的图像识别技术和机器视觉技术，可以快速、准确地识别出不同颜色、形状和尺寸的物品，并实现自动分拣。
2、现阶段，色选机的主要组成部分包括：
3、1.入料机构和出料机构：入料机构用来盛放分选前物料并使其处于均匀分布状态，包括入料斗和振动器；出料机构用来盛放分选后物料，包括成品料斗和废品料斗；
4、2.输送机构：用于将物料输送至光电检测机构和执行机构，同时将物料整形成单层均匀分布的状态，包括传送带和驱动电机等；
5、3.执行机构：根据图像处理机构输出的分拣信号，驱动执行机构进行物料的分拣操作，包括高频电磁阀、吹嘴及气管等；
6、4.光电检测机构：用于采集物料的图像信息，并将图像信息传输到图像处理机构，包括光源、相机和镜头；
7、5.图像处理机构：对采集到的图像信息进行处理和分析，识别出不同颜色、形状和尺寸的物料，并输出分拣信号实现分拣，包括图像处理软件和人机界面。
8、且现有的色选机主要是基于rgb相机进行成像，利用rgb相机能够识别r、g、b三个波段，可以获取目标物料在这三个波段处的反射光，再通过三个波段的图像融合，获取目标物料的颜色信息，合成相应的二维图像。然而，这种rgb相机识别的r、g、b三个波段存在互相串扰现象，如图1所示，通道串扰会导致红、绿、蓝通道
9、并且rgb相机仅覆盖r、g、b三个可见光波段，分别对应红、绿、蓝通道，其识别能力有限，相对高光谱相机来说覆盖的波段较少，不能看到除可见光波段之外的其他波段的光谱信息，具有一定的局限性，不适用于特殊物料譬如坚果仁的油分检测等，不利于光谱数据的进一步分析。
10、而高光谱相机，又称高光谱成像系统，主要由前置镜头、狭缝、光谱分光系统以及探测器组成。按照光谱分光系统分光方式的不同对推扫式高光谱相机进行分类，主要分为色散型、干涉型、滤光片型、计算层析型。其中，色散型成像光谱仪光谱线性度好、应用广泛且技术成熟。
11、相较于传统的基于rgb相机的色选机，可见-近红外高光谱相机可以直接分别获得r、g、b波段信息且无谱线重叠的影响，更广泛地，高光谱相机可以获得所述二维图像任意某一像素处的全波段光谱信息且无谱线重叠的影响。
12、相较于现有基于近红外相机的色选机，如果要选择特定波段的图像进行分析，一般色选机的做法是采用相应的窄带滤光片过滤出相应波长的近红外光谱信息，如果要同时选择三个波段，就需要采用三台近红外相机加上相应的滤光片。这种做法不仅成本高，而且色选机的体积也相对较大，结构没有十分紧凑，只能通过增加相机和滤光片的个数来实现特定波长的选择，但是近红外高光谱相机可以同时实现波长范围内若干波段的选择，相对来说更加方便。
13、本专利技术的可见-近红外高光谱相机和近红外高光谱相机的结合，既可以实现物体的形状和颜色的分选，也可以实现物体的材质和品质分选。
技术实现思路
1、为解决
技术介绍
中所提出的技术问题，本专利技术提出一种基于双高光谱相机的色选机系统，包括料斗、振动喂料器、履带传送带、高光谱相机检测模块、喷气系统、成品料仓以及废品料仓；其中：
2、所述料斗用于输入物料；
3、所述振动喂料器用于均匀地将物料送往履带传送带；
4、所述履带传送带用于接收振动喂料器所输送来的物料、并继续向前输送；
5、所述高光谱相机检测模块在均匀照明条件下对物料进行图像采集，且通过履带传送带的移动即可同步采集扫描维z的空间信息，经由相应的图像处理系统对采集图像进行后续的算法处理；
6、所述喷气系统用于将经高光谱相机检测模块判断定位出的不合格物料吹向废品料仓；
7、所述成品料仓用于接收合格物料；
8、所述废品料仓用于接收不合格物料；
9、所述图像处理系统包括四个功能模块：波长标定模块、谱线弯曲校正模块、黑白校正模块和图像重构模块；
10、波长标定模块用于基于汞氩灯进行标定，通过汞氩灯照亮光谱分光系统的狭缝，获取探测器上的狭缝谱线和对应汞氩灯波长的像素-波长位置标定关系；
11、谱线弯曲校正模块用于通过非均匀线性插值和法向映射的方法，将光学系统自身产生的谱线弯曲和色畸变进行算法校正；
12、黑白校正模块用于消除图像采集过程中光照不均匀、标定白板反射率不均匀，暗电流噪声等影响，对高光谱图像的原始数据进行预处理；
13、图像重构模块用于图像的显示，拼接得到光谱维x、空间维y和扫描维z合成的高光谱三维图像，基于波长标定选择若干个波段合成伪彩色图像，得到伪彩色图像中每个像素点的光谱特性曲线。
14、优选的，所述高光谱相机检测模块包括可见-近红外高光谱相机、近红外高光谱相机、分别与二者相邻设置的白光led光源和卤素灯光源；
15、可见-近红外高光谱相机工作波段范围为400-1000nm；
16、近红外高光谱相机的工作波段范围为900-1700nm；
17、优选的，所述可见-近红外高光谱相机的光路结构包括从左至右依次设置的长度10mm的狭缝一、准直透镜一、三棱镜一、透射型衍射光栅一、聚焦透镜一、传感器接收面一；准直透镜一和聚焦透镜一均为非球面双胶合透镜，焦距相同，均为50mm；
18、所述可见-近红外高光谱相机的光路结构还包括在狭缝前面设置的用于成像的前置望远镜头，且前置望远镜头的焦距为16mm/25mm/35mm可选，前置望远镜头的工作距离为镜头前端到达色选机分选物料的距离。可以根据不同的工作距离配置相应的前置望远镜头，如300mm工作距离下配置焦距为16mm的前置镜头。
19、优选的，所述近红外高光谱相机的光路结构包括从左至右依次设置的狭缝二、准直透镜二、三棱镜二、透射型衍射光栅二、聚焦透镜二、传感器接收面二；且所述近红外高光谱相机的光路结构与可见-近红外高光谱相机的光路结构的区别在于：其中的聚焦透镜二包括：焦距200mm最佳外形透镜、焦距200mm正弯月型透镜和焦距50mm非球面单透镜。
20、近红外高光谱相机的光路结构还包括在狭缝前面设置的用于成像的前置望远镜头，且前置望远镜头的焦距为16mm/25mm/35mm可选，前置望远镜头的工作距离为镜头前端到达色选机分选物料的距离。可以根据不同的工作距离配置相应的前置望远镜头，如300mm工作距离下配置焦距为16mm的前置镜头。
21、为了减小聚焦透镜组产生的像差，聚焦透镜组由一片200mm最佳外形透镜、一片200mm正弯月型透镜和一片50mm非球面单透镜组成。这种透镜组通过使用多个单透镜组合的方式来分散本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于双高光谱相机的色选机系统，其特征在于，包括料斗、振动喂料器、履带传送带、高光谱相机检测模块、喷气系统、成品料仓以及废品料仓；其中：
2.如权利要求1所述的色选机系统，其特征在于，所述图像处理系统包括四个功能模块：波长标定模块、谱线弯曲校正模块、黑白校正模块和图像重构模块；
3.如权利要求1所述的色选机系统，其特征在于，所述高光谱相机检测模块包括可见-近红外高光谱相机、近红外高光谱相机以及分别与二者相邻设置的白光LED光源和卤素灯光源；
4.如权利要求1所述的色选机系统，其特征在于，所述可见-近红外高光谱相机的光路结构包括从左至右依次设置的长度10mm的狭缝一、准直透镜一、三棱镜一、透射型衍射光栅一、聚焦透镜一、传感器接收面一；准直透镜一和聚焦透镜一均为非球面双胶合透镜，焦距相同，均为50mm；
5.如权利要求1所述的色选机系统，其特征在于，所述近红外高光谱相机的光路结构包括从左至右依次设置的狭缝二、准直透镜二、三棱镜二、透射型衍射光栅二、聚焦透镜二、传感器接收面二；且所述近红外高光谱相机的光路结构与可见-近红外高光谱相机
...【技术特征摘要】
1.一种基于双高光谱相机的色选机系统，其特征在于，包括料斗、振动喂料器、履带传送带、高光谱相机检测模块、喷气系统、成品料仓以及废品料仓；其中：
2.如权利要求1所述的色选机系统，其特征在于，所述图像处理系统包括四个功能模块：波长标定模块、谱线弯曲校正模块、黑白校正模块和图像重构模块；
3.如权利要求1所述的色选机系统，其特征在于，所述高光谱相机检测模块包括可见-近红外高光谱相机、近红外高光谱相机以及分别与二者相邻设置的白光led光源和卤素灯光源；
4.如权利要求1所述的色选机系统，其特征在于，所述可见-近红外高光谱相机...
【专利技术属性】
技术研发人员：张雅丽，陈晓东，汪隽清，石江涛，
申请(专利权)人：合肥泰禾智能科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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