[發(fā)明專利]一種光譜共焦軸向距離檢測方法、裝置及設(shè)備有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201910299737.0 | 申請日： | 2019-04-15 |
| 公開（公告）號： | CN110044286B | 公開（公告）日： | 2021-03-05 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 李星輝;白蛟;王曉浩;周倩;倪凱 | 申請（專利權(quán)）人： | 清華大學(xué)深圳研究生院 |
| 主分類號： | G01B11/14 | 分類號： | G01B11/14 |
| 代理公司： | 廣州嘉權(quán)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44205 | 代理人： | 唐致明;洪銘福 |
| 地址： | 518000 廣東*** | 國省代碼： | 廣東;44 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 光譜 軸向 距離 檢測 方法 裝置 設(shè)備 | ||
1.一種光譜共焦軸向距離檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：
步驟1，驅(qū)動光譜共焦測頭軸向掃描待測物體表面，比對各掃描位置的反射光譜信號，獲取測量范圍內(nèi)每個光譜儀像素能夠產(chǎn)生的最大光強，歸為一組作為參比光強信號；
步驟2，獲得噪聲光譜信號；
步驟3，根據(jù)所述參比光強信號、所述噪聲光譜信號和所述反射光譜信號，計算所述各掃描位置的色散反射率光譜；
步驟4，獲取所述各掃描位置的色散反射率光譜的波峰對應(yīng)的光譜儀像素序號值，建立所述待測物體表面相對所述光譜共焦測頭的軸向距離與像素序號值的查找關(guān)系曲線；
步驟5，實時獲得所述待測物體表面的色散反射率光譜，求所述色散反射率光譜波峰對應(yīng)的像素序號值，將所述像素序號值代入所述查找關(guān)系曲線，獲得所述待測物體表面相對測頭的軸向距離；
其中，色散反射率光譜的公式為：ηk＝(Ik-Inoise)/(Imax-Inoise)，其中Imax為參比光強信號，Inoise為噪聲光譜信號，Ik為反射光譜信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光譜共焦軸向距離檢測方法，其特征在于，在步驟1中，所述獲取測量范圍內(nèi)每個光譜儀像素能夠產(chǎn)生的最大光強，具體包括：從各掃描位置的反射光譜原始信號中比對光譜儀像素的光強，得到的最大值作為所述光譜儀像素的最大光強。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光譜共焦軸向距離檢測方法，其特征在于，在步驟4中，獲取所述色散反射率光譜的波峰對應(yīng)的光譜儀像素序號值具體包括：設(shè)定有效閾值，利用尋峰算法，獲取所述色散反射率光譜的波峰對應(yīng)的光譜儀像素序號值。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光譜共焦軸向距離檢測方法，其特征在于，所述尋峰方法包括但不限于直接最大值法、質(zhì)心法、高斯擬合法和二次曲線擬合法中的一種或多種。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光譜共焦軸向距離檢測方法，其特征在于，在步驟4中，所述建立相對所述光譜共焦測頭的軸向距離與像素序號值的查找關(guān)系曲線具體包括：采用插值法、多項式擬合法或傅立葉擬合法建立相對所述光譜共焦測頭的軸向距離與像素序號值的查找關(guān)系曲線。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光譜共焦軸向距離檢測方法，其特征在于，在步驟1、步驟2和步驟5中，還包括預(yù)先對光譜共焦測頭軸向掃描待測物體表面的光譜信號進行預(yù)處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光譜共焦軸向距離檢測方法，其特征在于，所述預(yù)處理包括濾波處理或者平滑處理。
8.一種光譜共焦軸向距離檢測裝置，其特征在于，包括：
光譜共焦測頭，用于掃描待測物體表面；
參比光強信號獲取模塊，用于比對各掃描位置的反射光譜信號，獲取測量范圍內(nèi)每個光譜儀像素能夠產(chǎn)生的最大光強，歸為一組作為參比光強信號；
噪聲獲取模塊，用于獲得噪聲光譜信號；
色散反射率光譜計算模塊，根據(jù)參比光強信號、噪聲光譜信號和反射光譜信號，計算所述各掃描位置的色散反射率光譜；
建立關(guān)系曲線模塊，用于獲取所述各掃描位置的色散反射率光譜的波峰對應(yīng)的光譜儀像素序號值，建立所述待測物體表面相對所述光譜共焦測頭的軸向距離與像素序號值的查找關(guān)系曲線；
查找模塊，用于實時獲得待測物體表面的色散反射率光譜，求所述色散反射率光譜波峰對應(yīng)的像素序號值，代入查找關(guān)系曲線，獲得所述待測物體表面相對測頭的軸向距離；
其中，色散反射率光譜的公式為：ηk＝(Ik-Inoise)/(Imax-Inoise)，其中Imax為參比光強信號，Inoise為噪聲光譜信號，Ik為反射光譜信號。
9.一種光譜共焦軸向距離檢測設(shè)備，其特征在于，包括：
至少一個處理器；以及，
與所述至少一個處理器通信連接的存儲器；其中，
所述存儲器存儲有可被所述至少一個處理器執(zhí)行的指令，所述指令被所述至少一個處理器執(zhí)行，以使所述至少一個處理器能夠執(zhí)行如權(quán)利要求1至7任一項所述的方法。
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