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光譜成像在汽車車漆顏色識別中的應(yīng)用
發(fā)布時間：2022-07-01
光譜成像在汽車車漆顏色識別中的應(yīng)用
在汽車后市場的諸多細(xì)分領(lǐng)域中，車飾配件的面漆顏色種類繁多，長期以來依賴人工目測識別，而多種面漆在顏色接近、色差較小的情況下，一直存在識別準(zhǔn)確率低、效率差等問題，使得車飾配件制造商在不同顏色面漆的車飾識別與分選上極難形成標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)流程與售后機制，嚴(yán)重制約行業(yè)的發(fā)展。
高光譜成像技術(shù)
高光譜成像技術(shù)是融合了成像技術(shù)和光譜技術(shù)的一種新興檢測技術(shù)，具有無損、無接觸、快速等技術(shù)特點，可捕捉遠(yuǎn)大于可見光范圍的光譜信息和圖像信息，能展示普通可見光成像和肉眼難以識別與區(qū)分的物質(zhì)信息，解決普通可見光成像和肉眼無法實現(xiàn)的更多需求。
本案例主要通過高光譜成像設(shè)備與高光譜成像技術(shù)采集6份汽車保險杠外飾面漆數(shù)據(jù)，利用光譜大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用云平臺對6份樣品數(shù)據(jù)進(jìn)行光譜特征分析、模型訓(xùn)練與匹配，從而精準(zhǔn)、高效實現(xiàn)6份樣品汽車外飾面漆顏色的識別。
高光譜數(shù)據(jù)采集設(shè)備
推掃式高光譜相機由深圳市中達(dá)瑞和科技有限公司自主研發(fā)和生產(chǎn)制造，擁有超高光譜分辨率，覆蓋400-1000nm波段光譜范圍，可快速、精準(zhǔn)獲取觀測目標(biāo)的高光譜信息，廣泛應(yīng)用于掛載、便攜、室內(nèi)等應(yīng)用場景。該產(chǎn)品可結(jié)合目標(biāo)物的空間圖像信息和光譜信息，利用目標(biāo)物不同部位或成分的光譜特征，進(jìn)行無損、無接觸、快速高效的精準(zhǔn)獲取、發(fā)現(xiàn)識別、分類篩選和分析應(yīng)用。
采集樣本
本次我們選用6份汽車保險杠外飾作為測試樣本，采用400nm-1000nm光譜波段，對6份樣品按照5nm間隔連續(xù)采集高光譜數(shù)據(jù)。
汽車保險杠外飾實拍圖
在6個樣品上分別選取多個位置獲取光譜曲線，將6個樣品的光譜曲線進(jìn)行對比分析。
6個樣品光譜標(biāo)注灰度圖
6個樣品光譜曲線圖
通過光譜曲線，可以看出樣品5和樣品6的反射率較高，樣品1、2、3、4的反射率很低。下面我們分別對樣品1、2、3、4，樣品5、6進(jìn)行光譜分析。首先對樣品1、2、3、4，進(jìn)行光譜分析，如下圖。
樣品1、2、3、4光譜標(biāo)注灰度圖
樣品1、2、3、4光譜曲線圖
從光譜曲線圖可以看出，樣品1的反射率和其他3種樣品光譜曲線區(qū)別很大，應(yīng)是一種顏色面漆。樣品2和樣品3、4光譜反射率曲線特征趨勢有很大區(qū)別，可判斷樣品2是一種顏色面漆。樣品3和樣品4光譜曲線趨勢相近，上圖中的曲線分布與樣品2有所交叉，因此再進(jìn)一步單獨對樣品3和4進(jìn)行分析，如下圖。樣品3和樣品4光譜曲線趨勢相近，上圖中的曲線分布與樣品2有所交叉，因此進(jìn)一步單獨對樣品3和4進(jìn)行分析，如下圖。
樣品3、4光譜標(biāo)注灰度圖
樣品3、4光譜曲線圖
從光譜曲線圖可看出，樣品3和樣品4光譜反射率曲線特征趨勢一致，因樣品表面弧度、噴漆厚度或角度不同而造成每個區(qū)域的反射率曲線在幅值上有所差異，可判斷樣品3和樣品4是同一種顏色面漆。最后對樣品5、6進(jìn)行光譜分析，如下圖。
樣品5、6光譜標(biāo)注灰度圖
樣品5、6光譜曲線圖
從如上光譜曲線圖可看出，樣品5和樣品6光譜反射率曲線特征趨勢一致，因樣品表面弧度、噴漆厚度或角度不同而造成每個區(qū)域的反射率曲線在幅值上有所差異，可判斷樣品5和樣品6為同一種顏色面漆。
基于以上分析從反射率光譜曲線圖推斷，6種樣品應(yīng)該是4種顏色面漆，樣品1是一種顏色面漆，樣品2是第二種顏色面漆，樣品3和樣品4應(yīng)該屬于第三顏色面漆，樣品5和樣品6應(yīng)該屬于第四種顏色面漆。
最后通過中達(dá)瑞和高光譜大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用云平臺，把采集的6個樣本數(shù)據(jù)放入數(shù)據(jù)集中，通過算法分析、模型訓(xùn)練與匹配，得出結(jié)論與光譜曲線圖推斷結(jié)論高度一致，如下圖。
高光譜識別偽彩圖
高光譜成像技術(shù)因其光譜波段范圍寬，物質(zhì)特征波段抓的準(zhǔn)的特性，不僅可以基于物質(zhì)的顏色來識別和篩選物質(zhì)，還可基于物質(zhì)的成分、大小、結(jié)構(gòu)等多維度去捕捉普通成像所捕捉不到的物質(zhì)圖像與光譜信息，是未來機器視覺成像技術(shù)主要發(fā)展方向之一。
深圳市中達(dá)瑞和科技有限公司，專注于光譜成像領(lǐng)域十余年，是集分光芯片研制、光譜產(chǎn)品研發(fā)、光譜解決方案、行業(yè)應(yīng)用服務(wù)等為一體的領(lǐng)先的產(chǎn)業(yè)化企業(yè)和國家高新技術(shù)企業(yè)。公司擁有各種自主產(chǎn)權(quán)專利100多項，在光譜成像領(lǐng)域具有 “國內(nèi)領(lǐng)先，國際一流” 的研發(fā)技術(shù)水平，是國內(nèi)唯一一家同時掌握并提供凝采式、推掃式、光計算重構(gòu)三種高光譜成像技術(shù)路線的產(chǎn)品公司和端到端解決方案提供商，提供從室內(nèi)到室外，手持到臺式、陸基到機載各種應(yīng)用場景的光譜成像產(chǎn)品和應(yīng)用系統(tǒng)。
未來，中達(dá)瑞和將持續(xù)攻難克堅，推動高光譜成像技術(shù)從高端科研到工業(yè)應(yīng)用、并最終到消費級應(yīng)用，服務(wù)于大眾日常生活，幫助改善人們的生活品質(zhì)而繼續(xù)努力。
