Quando o visual não é suficiente, a composição decide

A visão computacional convencional inspeciona apenas a aparência de um objeto. Já a imagem hiperspectral revela do que ele realmente é feito: sua composição química, nível de umidade e tipo de material. A Teledyne DALSA Kaleido traz essa capacidade para linhas industriais de classificação em alta velocidade, funcionando como uma câmera linear prática para inspeção automatizada em escala de produção.

Desempenho sem concessões

Com uma resolução espacial de 1.280 pixels e taxa de captura de 2.300 Hz em toda a faixa espectral, a Kaleido supera a limitação entre nível de detalhe e velocidade de aquisição que limita a maioria das plataformas hiperespectrais. Dessa forma, linhas de classificação de em alta velocidade não precisam mais sacrificar a precisão.

Detalhamento espectral para classificação confiável

Com uma resolução espectral de 3,5 nm e até 220 bandas selecionáveis, a Kaleido oferece o níveis de detalhes espectrais necessários para uma diferenciação confiável de materiais. A seleção de bandas permite reduzir o volume de dados somente às faixas de comprimento de onda relevantes para o processo, mantendo os pipelines de dados e a demanda computacional em níveis gerenciáveis.

Design integrado, implantação simplificada

O sensor e o espectrógrafo estão integrados em uma única unidade, com correção de aberrações incorporada e calibração espectral de padronizada de fábrica entre diferentes unidades. Dessa forma, instalações com múltiplas câmeras tornam-se significativamente mais simples ao reduzir o esforço de configuração que tradicionalmente dificulta o escalonamento de sistemas hiperespectrais.

Alinhamento preciso em todo o campo de visão

A mínima distorção keystone e smile garante que os dados espaciais e espectrais permaneçam com alinhamento preciso em todo o campo de visão. Um alinhamento confiável é essencial em aplicações de classificação de precisão e inspeção de qualidade, onde a posição espacial e a assinatura espectral precisam de correspondência com exatidão.

Interface de lente aberta

Os integradores de sistemas tem liberdade para selecionar as óticas mais adequadas à sua distância de trabalho e campo de visão, sem se restringir a um conjunto óptico proprietário. Essa flexibilidade é especialmente valiosa em projetos OEM e personalizados, onde instalação física varia entre projetos.

Transmissão de dados eficiente

A Kaleido utiliza uma interface 10 GigE Vision totalmente compatível com os padrões GenICam® e transmite dados no formato hiperspectral ENVI. A seleção programável de bandas espectrais e zonas espaciais garante que apenas os dados relevantes para o processo sejam transmitidos, reduzindo a carga do sistema e evitando excesso de processamento e armazenamento. Recursos como captura de frame e multi-frame, o suporte a metadados e os modos de imagem parcial (ROI, multi-ROI, binning) oferecem a flexibilidade de aquisição que os ambientes de produção mais exigentes precisam.

Inspeção e classificação de alimentos

A imagem hiperspectral SWIR é capaz de detectar assinaturas de umidade em 970 nm, 1.200 nm e 1.400 nm, possibilitando:

• Medição e classificação do nível de umidade
• Análise do teor de açúcar e sólidos solúveis
• Detecção de corpos estranhos quando os contaminantes não pode ser diferenciados visualmente do produto

Reciclagem e classificação de plásticos

Até 90% dos plásticos podem ser diferenciados usando faixas de comprimento de onda SWIR até 1.700 nm, com capacidade adicional acima de 1.900 nm. A Kaleido permite a identificação e classificação de:

• PET, PE, PS, PA, ABS, PP, PC e PVC
• Fluxos de polímeros mistos em linhas de inspeção automatizadas

Inspeção farmacêutica

Comprimidos farmacêuticos com diferentes dosagens podem ser visualmente idênticos. A imagem hiperspectral revela diferenças na composição química, permitindo verificar a dosagem e detectar contaminações que a inspeção visual ou baseada em RGB não conseguem realizar de forma confiável.

Madeira e materiais naturais

O nível de umidade e clorofila em madeira e materiais vegetais podem ser identificados por meio de assinaturas espectrais. Com isso, é possível garantir melhores resultados na classificação, no controle do processo de secagem e na classificação da qualidade da madeira em linhas de processamento deste tipo de material.

Têxteis

A composição das fibras e a homogeneidade da tintura são mensuráveis por assinaturas espectrais SWIR, permitindo a classificação de qualidade e a detecção de contaminação na fabricação e reciclagem de têxteis.

Nossa expertise a seu favor

Sistemas de visão hiperspectral exigem muito mais do que uma câmera. A escolha da iluminação, a calibração espectral, o processamento dos dados e a configuração das bandas para cada aplicação influenciam a confiabilidade da classificação. A expertise em aplicações e engenharia da STEMMER IMAGING ajudam com a seleção e implementação de sistemas baseados na Kaleido, desde uma análise inicial de viabilidade da aplicação até a colocação em funcionamento.

• Estudos de viabilidade e avaliação de aplicações pelos serviços de engenharia da STEMMER IMAGING
• Suporte na escolha da iluminação adequada para aquisição hiperspectral SWIR
• Configuração de componentes e consultoria no design do projeto
• Aquisição de dados hiperespectrais com Common Vision Blox e a CVB Spectral Library, incluindo código, documentação e programas de exemplo para aquisição e armazenamento de dados em cubos hiperespectrais ENVI

Qual é a diferença entre imagem hiperspectral e multiespectral?

Sistemas multiespectrais capturam um número limitado de bandas (normalmente menos de 20) e mais espaçadas entre si. A imagem hiperspectral captura centenas de bandas contíguas e estreitas, gerando uma curva espectral completa para cada pixel da imagem. Esse nível de detalhamento espectral permite identificar materiais e distinguir diferenças sutis que sistemas multiespectrais não conseguem replicar de forma confiável.

Por que o SWIR é mais adequado para a diferenciação de materiais que o visível ou NIR?

Os comprimentos de onda SWIR (aproximadamente 900–2.500 nm) correspondem às características de absorção e refletância de ligações orgânicas, moléculas de água e estruturas poliméricas. Muitos materiais que parecem idênticos na luz visível apresentam assinaturas espectrais SWIR diferentes e que podem ser medidas, tornando essa faixa espectral mais adequada para classificação baseada na composição dos materiais.

Como o design integrado da Kaleido reduz a complexidade de implantação?

Sistemas hiperespectrais convencionais utilizam sensor e espectrógrafos separados que precisam ser alinhados e calibrados individualmente. O design integrado da Kaleido, com correção de aberrações incorporada e calibração espectral de fábrica, elimina essa etapa de alinhamento e garante uma resposta espectral consistente entre diferentes unidades. Essa característica simplifica muito a instalação, especialmente quando em aplicação em que múltiplas câmeras são necessárias em uma mesma linha.

A Kaleido é compatível com Common Vision Blox (CVB)?

Sim. Os dados hiperespectrais da Kaleido podem ser adquiridos com Common Vision Blox e a CVB Spectral Library. A STEMMER IMAGING fornece código, documentação e programas de exemplo para aquisição e armazenamento dos dados diretamente em cubos hiperespectrais no formato ENVI. A Kaleido é nativamente compatível com o formato ENVI. Entre em contato com nossa equipe técnica para ter acesso aos recursos da CVB Spectral Library.

A STEMMER IMAGING pode apoiar uma avaliação de viabilidade de aplicação para a Kaleido?

Sim. Através dos nossos serviços de engenharia, oferecemos estudos de viabilidade e consultoria técnica para avaliar se a Kaleido é adequada para sua aplicação. Isso inclui a seleção de bandas espectrais, considerações sobre a iluminação, volume de dados e o projeto do pipeline de classificação.

Qual iluminação é necessária para imagem hiperspectral SWIR?

A imagem hiperspectral SWIR requer iluminação estável, com intensidade espectral suficiente na faixa de comprimentos de onda utilizada pela câmera e pela aplicação. Para sistemas SWIR convencionais, essa faixa normalmente é de 900 a 1.700 nm, enquanto aplicações SWIR estendidas podem exigir cobertura de até aproximadamente 2.500 nm. A escolha da iluminação depende das bandas espectrais que serão necessárias, da velocidade da linha, do tempo de exposição, da distância de trabalho, do formato da iluminação e do nível de uniformidade espacial e espectral que a aplicação necessita.

Para aplicações em que a uniformidade da iluminação ao longo da linha e a estabilidade espectral ao longo do tempo são críticas, as iluminações lineares LED SWIR de banda larga como as CCS LNSP são uma opção adequada para a faixa de 900 a 1.700 nm. Em comparação com fontes halógenas, as soluções baseadas em LED podem oferecer maior vida útil, menos emissão de calor e melhor adaptação linhas de inspeção compactas. Nossa equipe técnica pode ajudar a selecionar a iluminação para sua aplicação.