Hyperspektral bildgebende Technologien werden in vielen wissenschaftlichen Bereichen verwendet. Die Scanner-basierte Bildgebung dominiert die Datenerfassung zurzeit sowohl für Labor- als auch für Feldmessungen. Spektrale Scanner haben viele Anwendungen erfolgreich gelöst, obwohl sie an Ihre Grenzen stoßen können, wenn sich das Messobjekt in Zeit und Raum schnell und unregelmäßig bewegt. Für UA Systeme ist neben der Bildgebung auch das Gewicht ein wichtiger Faktor. Um diese Probleme meistern zu können, sind nichtscannende Techniken notwendig. Je größer die Anzahl der Applikationen, umso größer ist der Bedarf an schnellen, einfach zu bedienenden, qualitativ hochwertigen Lösungen. Es wurde eine nichtscannende hyperspektrale Kamera entworfen und entwickelt die auf mobile und zeitkritische Phänomene abzielt, die sowohl im Labor als auch im Gelände vorkommen können. In der jetzigen Phase der Entwicklung bietet die Plattform 140 Kanäle im Spektralbereich von 400 bis 1000 nm. Die räumliche Auflösung eines Bildes ändert sich je nach Anwendung und kann sich zwischen 50×50 Pixel und 1,3 Mpixel befinden. Die Integrationszeit einer hyperspektralen Aufnahme dauert nicht länger als 2 bis 3 ms bei einer optimalen Beleuchtung. Die Kamera kann mehr als 10 hyperspektrale Bilder pro Sekunde erfassen, was eine spektrale Videoaufnahme ermöglicht. Das Gesamtsystem wiegt weniger als 1500 g, was eine hohe Flexibilität und Mobilität im UAS- und Feldeinsatz gewährleistet. Die dynamische Auflösung beträgt 14 bit. Die jetzige Entwicklung befasst sich mit Performance-Optimierung und ergonomischen Verbesserungen. Mittelfristig betrachtet wird der Spektralbereich über 1000 nm erweitert. Die Entwicklung ist sehr fortgeschritten, deswegen können wissenschaftliche und industrielle Projekte wahrgenommen und realisiert werden.
Hyperspectral imaging techniques are used in many scientific applications. Nowadays spectral scanners for both indoor and outdoor applications particularly dominate hyperspectral imaging. Spectral scanners have successfully mastered many applications; however scanning is facing some limitations when the test object or/and camera are randomly or rapidly moving in time and space. For UAS-s the weight of the imaging System is also of high importance. To go over all these limitations spectral imaging techniques are needed with a non-scanning principle. The higher the number of the applications the higher is the demand for rapid, high quality and easy-to-use data acquisition tools. The Institute of Laser Technologies in Medicine and Metrology at the University of Ulm and the Cubert GmbH, Germany have designed and developed a hyperspectral frame camera that enables non-scanning hyperspectral imaging. This novel technical approach targets the mobile and time critical applications both in laboratory and in the field. At the present stage of the development the platform provides 140 channels in a spectral range of 400 to 1000 nm. This time the spatial resolution is subject to change depending on applications but ranging from 50x50 pixel up to 1,3 Mpixel. The integration time of taking one hyperspectral data cube is no longer than 2 to 3 ms in an optimal illumination scenario. The camera is able to proceed more than 10 full images pro second that means it can be used as spectral camcorder. The whole equipment is less than 1500 g enabling high mobility and flexibility in the field and on UAS platforms. The dynamic resolution is 14 bit. The present development of the camera is focusing on performance optimization and ergonomic improvements resulting from application priorities. Looking at a middle-term scale the development aims to extend the spectral ranges of the camera over 1000 nm.
Nicht-scannende hyperspektrale Kamera für UAS Plattformen
Non-scanning hyperspectral imaging camera for UAS platforms
2013
7 Seiten, 4 Bilder, 2 Tabellen, 5 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
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