Unverwechselbarer Fingerabdruck von Materialien

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Wenn die industrielle Bildverarbeitung an ihre die Grenzen stößt, erschließt die Hyperspektraltechnologie viele bislang ungenutzte Anwendungsfelder.

Das menschliche Auge und die traditionellen RGB-Kameras sehen die Umwelt multispektral in den Grundfarben Rot, Grün und Blau (RGB). Hyperspektrale Sensoren dagegen liefern komplexe umfangreiche Daten für eine detaillierte Differenzierung der Materialoberfläche und deren chemische Zusammensetzung.

Hyperspectral Imaging (HSI) unterteilt das Spektrum vom langwelligen Infrarot bis einschließlich kurzwelligem Ultraviolett in mehrere hundert schmale Farbkanäle. Hyperspektrale Bilder werden durch bildgebende Spektroskopie erzeugt und beinhalten sehr große Datenmengen.

Das ermöglicht das Klassifizieren, Identifizieren und Quantifizieren von Materialien etwa beim Recycling, in der Oberflächentechnik oder bei Kunststoffen.

Spektroskopie ist die Wissenschaft von den Eigenschaften des Lichtes, das von Materialien absorbiert oder reflektiert wird. Ein Gitter oder Prisma splittet das Licht im Spektrometer in viele sehr schmale benachbarte Bänder auf. Die Energie in jedem Band wird im separaten Detektor in seiner Wellenlänge gemessen. Durch hunderte oder sogar tausende Detektoren kann das Spektrometer Messungen – von extrem schmalen Bändern im Nanometer-Bereich über den gesamten Wellenlängenbereich – liefern. Mit unterschiedlichen Softwaretechniken werden sogenannte hyperspektrale 3D-Datenwürfel mit zwei räumlichen Dimensionen (Fläche - x,y) und einer spektralen Dimension (Lamda) als „Tiefe“ erzeugt.

HSI liefert einen unverwechselbaren „Fingerabdruck“ von Materialien. In den Satelliten zur Erdbeobachtung und Weltraumforschung wird diese Technologie einschließlich von Algorithmen der künstlichen Intelligenz schon seit Jahrzehnten erfolgreich eingesetzt.

Sowohl die steigende Leistungsfähigkeit und Kompaktheit der Hyperspektral-Kameras als auch der Embedded-Computer machen diese Technologie für industrielle Anwendungen zunehmend attraktiver. Damit erweitert sich der Einsatz der Hyperspektral-Technologie für viele Branchen. Die Steuerungs-, Auswerte- und Visualisierungssoftware ist heute in Bedienung und Detektionsmöglichkeiten viel komfortabler. Sie kann auch Algorithmen der künstlichen Intelligenz enthalten und bietet ein sehr breites Anwendungsfeld.

sk

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