挪威一研究小组研发惊人的3D打印高光谱成像仪,可以安装在无人机上

lydiazhang   2018-03-02 10:07:50

挪威的一个研究小组已经开发出了一种低成本的3D打印高光谱成像仪,可以安装在无人机上,为他们提供先进的成像能力。 “光学快报”杂志的一项研究详细介绍了如何制作高光谱成像仪约700美元,这比现有的类似口径的工具便宜得多。

对于那些不熟悉的人来说,高光谱成像设备并不完全不同于你可能习惯的彩色相机,只不过它只能使用基于三种颜色(RGB)的颜色阵列进行工作,它们可以检测数百种颜色。

这种能力意味着“高光谱图像的每个像素包含覆盖整个可见光谱的信息”。实际上,这些成像设备可以用于精确的检测应用,例如分析海洋的颜色梯度以检测有害的藻类,例如。

然而,通常情况下,这些高质量的成像设备往往需要花费数万美元 - 使得它们几乎无法访问 - 并且通常伴随着笨重的外壳。

这就是为什么当我们听说700美元的3D打印高光谱成像仪时,我们几乎不相信它。但是,瞧,它确实存在,它不仅便宜而且DIY,而且还重量轻,足够安装在无人机上。

挪威斯瓦尔巴德大学中心(UNIS)的项目负责人Fred Sigernes解释说:“我们制造的仪器可以非常有效地用于无人驾驶飞机或无人驾驶飞行器以获取光谱图像。 “这意味着高光谱成像可用于绘制大面积地形,例如,无需租用飞机或直升机携带昂贵而大型的仪器。”

据报道,研究小组使用台式3D打印机为该设备的光学元件制造定制的支架。根据Sigernes的说法,该团队选择使用塑料3D打印而不是金属来缩短时间和成本。

“使用塑料进行3D打印价格低廉,非常适合制作复杂的零件,例如用于固定光栅以分散光线的部件。我能够打印几个版本并试用它们,“他说。研究人员表示,研究人员表示,金属将被视为使设备更耐用。

该设备的光学部件基于“推扫技术”,该技术使用详细和精确的线扫描来组成光谱图像。研究人员添加的稳定系统允许将成像器安装在无人机上,而不会使图像不稳定。

“推扫式高光谱成像器通常需要昂贵的定向稳定性,”Sigernes补充说。 “但是,现在您可以购买非常便宜的基于陀螺仪的电子稳定系统。这些新系统的出现使我们能够制造价格低廉的高光谱成像仪。“

轻便的3D打印设备 - 仅重约半磅 - 使用Octocopter无人机进行测试。在双轴电子稳定装置的帮助下,平衡了低成本的高光谱成像仪,据报道“性能良好”,成功检测到其下方景观的不同元素。

在另一项实验中,研究人员使用三轴稳定器并将3D打印的成像器移动到带有水果碗显示屏的电脑屏幕前。他们说,这种扫描在22秒内产生了571个谱图。

目前,该研究团队正致力于提高成像设备的灵敏度,因为它不如其昂贵的成像设备那么强大。 “使用高光谱成像仪获取的数据有很多方法,”Sigernes总结道。 “通过降低这些仪器的成本,我们希望更多的人能够使用这种分析技术并进一步开发。”

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