前言

 

光谱反射率是物体反射太阳光波长分布的一种指标，其受到物体自身的光谱吸收特性、表面结构、光滑程度以及周围环境光照条件等多种因素的共同影响。高光谱成像技术作为一种先进的检测手段，通过利用色散元件（如光栅或棱镜）将入射光分光，并经由成像系统在探测器上成像，实现对物体的高精度分析。

 

在本报告中，我们将详细介绍高光谱成像技术的原理，并通过实验测试，验证该技术在检测纱布上是否存在酸溶液方面的应用效果。实验过程中，我们将使用高光谱相机对涂抹酸溶液的纱布和空白对照纱布进行光谱反射率的检测，并对实验结果进行分析。希望本报告能够为相关领域的研究和应用提供有益的参考。

 

1. 光谱反射率

光谱反射率是指物体反射的太阳光的波长分布，它与物体的光谱吸收特性、物体 的表面结构、光滑度和环境光照条件等因素有关。

 

2. 高光谱成像原理

色散型高光谱相机-光栅色散型：利用色散元件(光栅或者棱镜）进行分光，再经由成像系统成像在探测器上。上图是光栅色散型高光谱相机的具体原理。

如果我们要对图中的这个树叶它每一点的高光谱数据进行测量，通过入射光在光栅面进行反射，把这一个点的入射光分解成在不同波长处的能量分布，再通过多个传感器象元对具体的不同波长处的能量进行测量。这个图看到的就需要有一个反射光栅或者透射光栅对光线进行分光。

这种方式的好处是可以一次性处理一条线上面的所有的点。然后对每一点不同波长处的能量可以进行一次测量。所以大多数光栅型的高光谱相机都设计成线扫描相机。一次获取一条线上每一点的所有波长的光谱数据。由于每一点的不同波长处的光谱数据是同时获取的， 所以就可以对这一点的不同波长处的光谱

数据进行同时计算。这是光栅型非常重要的一个特性。光栅型的高光谱相机就特别适合应用在颜色测量，水果的分类和品质、糖度检测，塑料垃圾回收中塑料的分类这些领域，因为这些应用都需要对每一个点的不同波长数据进行同时 运算，才能计算出我们想要的结果。

3. 实验测试

3.1实验目的

检测布料上是否有酸溶液。 

 

3.2实验测试仪器列表

设备名称	型号	配置明细	备注
高光谱相机	FS-15	光谱范围：900-1700nm； 光谱分辨率：8nm
测试台架	FS-826	测量平台 10*15cm

材料试剂：次氯酸溶液、纱布

  

3.3实验内容

对两块纱布其中一块涂抹次氯酸并标记，另一块做空白对照。检测纱布上有酸 区域和无酸区域的光谱反射率。

 

纱布上是否含酸检测实验测量过程图如下图所示：

     

3.4 实验结果

通过 900-1700nm 近红外光谱图像可直观的观察出是否有酸溶液在物体表面

 

4. 结论

通过以上 2 组采样测试结果数据，900-1700nm 能够反馈是否有酸溶液，可以通过近红外光谱来检测布料上的是否有酸溶液。