自由落体光学食品分选面临独特挑战。产品以不同速度移动，旋转轨迹难以预测，且必须在毫秒级完成检测——同时还要保持最高质量和食品安全标准。与此同时，分拣系统不仅需要检测表面色差缺陷，还需识别肉眼不可见的异物及内部问题。
棱镜式多光谱线扫描相机正是在此领域展现出强大优势。
挑战1：自由落体系统中的多光谱数据采集
现代食品分拣机依赖多光谱成像技术实现精准分级与剔除决策。可见光RGB数据对精确色彩分级至关重要，而近红外（NIR）或短波红外（SWIR）成像则能检测石块、茎秆、叶片等异物，以及瘀伤、腐烂等表皮下缺陷。
茶叶中的异物
咖啡生产中的瑕疵豆
然而在自由落体环境中实现多光谱检测绝非易事。传统方案通常需要多台相机以不同角度布置，这增加了系统复杂性、对齐难度及成本。相机间的同步问题也可能导致检测结果不一致。
解决方案：单一多通道棱镜式相机
JAI的Sweep+系列棱镜式线扫描相机通过将多个光谱通道整合到一个完美对准的光学系统中，解决了这一难题。
- 该相机采用四传感器棱镜设计，可同步采集：
- 红、绿、蓝（RGB）图像，实现精准色彩分级
- 近红外（NIR）或短波红外（SWIR）图像，用于异物检测与表面下检测
所有图像数据通过同一光轴由单台相机同时获取。此设计既免去了复杂的多相机配置需求，又确保检测结果的一致性与可重复性。
结果：单镜头实现完整检测数据采集
通过采用单台多通道相机覆盖所有必需波段，食品分选设备制造商可大幅简化系统设计。无需管理多台相机、镜头及对准流程，所有检测数据均可通过单一同步图像流完成采集。
该方案降低了机械复杂度，缩短了调试周期，并提升了系统的长期稳定性——这在高吞吐量的工业环境中尤为关键。
挑战二：图像模糊与晕圈效应
自由落体分拣系统还面临另一重大障碍：图像质量问题。
产品可能以不同速度旋转、翻滚或下落，导致难以捕捉清晰无模糊的图像。在多摄像头或非正视角观察场景中，传感器间的视差差异会产生晕影效应——色彩边缘或空间错位现象，导致图像质量下降并降低分级精度。
当检测圆形或不规则食品时，或需要精确匹配色彩与红外数据的空间关联性时，此类伪影尤为棘手。
解决方案：单一光轴设计
JAI基于棱镜的线扫描相机采用单一光轴将入射光分离为不同波长。棱镜将红、绿、蓝及红外光分别导向像素完美对齐的独立传感器。
由于所有光谱带共享同一光学平面：
- 视差问题得以消除
- 晕影效应被彻底消除
- 通道间的空间对齐得以自然保持
即使物体旋转或以不同速度下落，每个传感器的每个像素始终聚焦于同一物理点。
结果：更优质的图像，更精准的分拣决策
最终呈现的是无HALO效应的图像，具备卓越的色彩准确度与空间精度。这直接带来更可靠的分级效果、更高的剔除准确率以及更稳定的产品品质。
在食品分拣领域，这意味着更少的误剔除、更高的成品率，以及在严苛的自由落体条件下对自动化决策的更高信心。
可见光与红外检测，完美同步
借助JAI Sweep+系列多通道线扫描相机，检测系统可同时独立分析：
- 可见光RGB（400–700纳米）
- 近红外光（700–1000纳米）或
- 短波红外光（约800–1700纳米）
所有数据均以完美的时间与空间对齐方式采集，便于下游算法实时整合光谱信息并作出精准分类决策。
专为高性能线扫描应用设计
棱镜式线扫描技术特别适用于高速连续检测任务，例如自由落体食品分选。Sweep+系列专为满足光学分选机的高要求而设计，提供可靠性能、高图像质量及简化的系统集成。
通过融合多光谱成像、精准像素对齐与单相机架构，棱镜线扫描相机为新一代食品分选系统提供了强大且面向未来的解决方案。