[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于激光誘導(dǎo)擊穿光譜的巖屑類(lèi)型識(shí)別方法及系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910072987.0
• 申請(qǐng)日: 2019-01-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109696425A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王陽(yáng)恩
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 長(zhǎng)江大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01N21/63
• 分類(lèi)號(hào): G01N21/63
• 代理公司: 武漢河山金堂專(zhuān)利事務(wù)所(普通合伙) 42212
• 代理人: 胡清堂;陳懿

1.一種基于激光誘導(dǎo)擊穿光譜的巖屑類(lèi)型識(shí)別方法，其特征在于，包括：

S1、利用激光誘導(dǎo)擊穿光譜儀測(cè)量出N種標(biāo)準(zhǔn)巖屑在預(yù)設(shè)波長(zhǎng)范圍內(nèi)的激光誘導(dǎo)擊穿光譜，其中N為不小于5的正整數(shù)；

S2、對(duì)所述N種標(biāo)準(zhǔn)巖屑的激光誘導(dǎo)擊穿光譜的波長(zhǎng)進(jìn)行積分處理，得到N種標(biāo)準(zhǔn)巖屑的激光誘導(dǎo)擊穿光譜積分信號(hào)，其中，所述積分處理中積分寬度根據(jù)激光誘導(dǎo)擊穿光譜儀的波長(zhǎng)分辨率確定，且積分寬度不小于2倍的激光誘導(dǎo)擊穿光譜儀的波長(zhǎng)分辨率；

S3、選取所述N種標(biāo)準(zhǔn)巖屑的激光誘導(dǎo)擊穿光譜積分信號(hào)作為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入值，對(duì)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，得到訓(xùn)練后的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；

S4、獲取待識(shí)別巖屑的激光誘導(dǎo)擊穿光譜的積分信號(hào)，并將所述積分信號(hào)輸入到所述訓(xùn)練后的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，獲得識(shí)別結(jié)果。

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)波長(zhǎng)范圍為200-950nm。

3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S3包括：

S31、每種巖屑樣品取(X+Y)組激光誘導(dǎo)擊穿光譜積分信號(hào)數(shù)據(jù)，其中X、Y為正整數(shù)，共N×(X+Y)組激光誘導(dǎo)擊穿光譜積分信號(hào)數(shù)據(jù)；

S32、取每種樣品前X組激光誘導(dǎo)擊穿光譜積分信號(hào)數(shù)據(jù)，N種標(biāo)準(zhǔn)巖屑共N×X組，作為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)訓(xùn)練組；

S33、取每種樣品后Y組激光誘導(dǎo)擊穿光譜積分信號(hào)數(shù)據(jù)，N種標(biāo)準(zhǔn)巖屑共N×Y組，作為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)檢驗(yàn)組；

S34、通過(guò)所述數(shù)據(jù)訓(xùn)練組和所述數(shù)據(jù)檢驗(yàn)組數(shù)據(jù)對(duì)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練、檢驗(yàn)，得到訓(xùn)練后的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)由MATLAB實(shí)現(xiàn)。

5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S4包括：

S41、利用激光誘導(dǎo)擊穿光譜儀測(cè)量出待識(shí)別巖屑在所述預(yù)設(shè)波長(zhǎng)范圍內(nèi)的激光誘導(dǎo)擊穿光譜；

S42、將待識(shí)別巖屑激光誘導(dǎo)擊穿光譜對(duì)波長(zhǎng)進(jìn)行積分處理，得到待識(shí)別巖屑激光誘導(dǎo)擊穿光譜的積分信號(hào)；

S43、選取待識(shí)別巖屑激光誘導(dǎo)擊穿光譜的積分信號(hào)作為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入值，利用所述訓(xùn)練后的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)待測(cè)巖屑進(jìn)行識(shí)別，得到識(shí)別結(jié)果。

6.一種巖屑類(lèi)型識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于，包括：

采集模塊：用于利用激光誘導(dǎo)擊穿光譜儀測(cè)量出N種標(biāo)準(zhǔn)巖屑在預(yù)設(shè)波長(zhǎng)范圍內(nèi)的激光誘導(dǎo)擊穿光譜，其中N為不小于5的正整數(shù)；

積分模塊：用于對(duì)所述N種標(biāo)準(zhǔn)的激光誘導(dǎo)擊穿光譜的波長(zhǎng)進(jìn)行積分處理，得到N種標(biāo)準(zhǔn)巖屑的激光誘導(dǎo)擊穿光譜積分信號(hào)，其中，所述積分處理中積分寬度根據(jù)激光誘導(dǎo)擊穿光譜儀的波長(zhǎng)分辨率確定，且積分寬度不小于2倍的激光誘導(dǎo)擊穿光譜儀的波長(zhǎng)分辨率；

訓(xùn)練模塊：用于選取所述N種標(biāo)準(zhǔn)巖屑的激光誘導(dǎo)擊穿光譜積分信號(hào)作為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入值，對(duì)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，得到訓(xùn)練后的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；

識(shí)別模塊：用于獲取待識(shí)別巖屑的激光誘導(dǎo)擊穿光譜的積分信號(hào)，并將所述積分信號(hào)輸入到所述訓(xùn)練后的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，獲得識(shí)別結(jié)果。

7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)波長(zhǎng)范圍為200-950nm。

8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述訓(xùn)練模塊包括：

取樣單元，用于每種巖屑樣品取(X+Y)組激光誘導(dǎo)擊穿光譜積分信號(hào)數(shù)據(jù)，其中X、Y為正整數(shù)，共N×(X+Y)組激光誘導(dǎo)擊穿光譜積分信號(hào)數(shù)據(jù)；

第一選取單元，用于取每種樣品前X組激光誘導(dǎo)擊穿光譜積分信號(hào)數(shù)據(jù)，N種標(biāo)準(zhǔn)巖屑共N×X組，作為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)訓(xùn)練組；

第二選取單元，用于取每種樣品后Y組激光誘導(dǎo)擊穿光譜積分信號(hào)數(shù)據(jù)，N種標(biāo)準(zhǔn)巖屑共N×Y組，作為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)檢驗(yàn)組；

訓(xùn)練單元，用于通過(guò)所述數(shù)據(jù)訓(xùn)練組和所述數(shù)據(jù)檢驗(yàn)組數(shù)據(jù)對(duì)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練、檢驗(yàn)，得到訓(xùn)練后的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

9.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)由MATLAB實(shí)現(xiàn)。

10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述識(shí)別模塊包括：

測(cè)量單元，用于利用激光誘導(dǎo)擊穿光譜儀測(cè)量出待識(shí)別巖屑在所述預(yù)設(shè)波長(zhǎng)范圍內(nèi)的激光誘導(dǎo)擊穿光譜；

積分單元，用于對(duì)待識(shí)別巖屑激光誘導(dǎo)擊穿光譜的波長(zhǎng)進(jìn)行積分處理，得到待識(shí)別巖屑激光誘導(dǎo)擊穿光譜的積分信號(hào)；

識(shí)別單元，用于選取待識(shí)別巖屑激光誘導(dǎo)擊穿光譜的積分信號(hào)作為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入值，利用所述訓(xùn)練后的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)待測(cè)巖屑進(jìn)行識(shí)別，得到識(shí)別結(jié)果。