详情

原文传递一种实时校准的光谱传感系统及其光谱处理方法

专利名称：	一种实时校准的光谱传感系统及其光谱处理方法
摘要：	本发明公开了一种实时校准的光谱传感系统，包括狭缝片和照明光采集组件。所述狭缝片上沿竖向依次设有用于入射物体光通光的长狭缝和用于入射照明光通光的短狭缝，两者竖向长度不同；长狭缝前端设有成像物镜，形成物体光入射光路；照明光采集组件位于短狭缝之前，包括光谱采集头、光纤、光谱发散头，光谱发散头置于短狭缝前端，形成照明光入射光路；物体光入射光路和照明光入射光路在狭缝片后端设有共用的分光系统和成像传感器，成像传感器上具有与物体光入射光路相对应的物体光成像区域和与照明光入射光路相对应的照明光成像区域，还电连接有主控板。本发明还公开了一种光谱处理方法，共用同一光路实现光源的自动实时校准。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	浙江;33
申请人：	台州市维谱智能科技有限公司
发明人：	叶高翱
专利状态：	有效
申请日期：	2019-03-06T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-07T00:00:00+0800
申请号：	CN201910167467.8
公开号：	CN109724931A
代理机构：	杭州九洲专利事务所有限公司
代理人：	沈建琴;翁霁明
分类号：	G01N21/31(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	317500 浙江省台州市温岭市城西街道中心大道676号(1幢1310室)
主权项：	1.一种实时校准的光谱传感系统，包括狭缝片、照明光采集组件，其特征在于：所述狭缝片上沿竖向依次设有用于入射物体光通光的长狭缝和用于入射照明光通光的短狭缝，所述长狭缝、短狭缝竖向长度不同；所述长狭缝前端设有成像物镜，由此形成物体光入射光路；所述照明光采集组件位于短狭缝之前，包括光谱采集头、光纤、光谱发散头，所述光谱发散头置于短狭缝前端，由此形成照明光入射光路；所述物体光入射光路和照明光入射光路在狭缝片后端设有共用的分光系统和成像传感器，所述成像传感器上具有与物体光入射光路相对应的物体光成像区域和与照明光入射光路相对应的照明光成像区域，成像传感器还电连接有主控板。 2.根据权利要求1所述的实时校准的光谱传感系统，其特征在于：所述长狭缝的上端缘到短狭缝的下端缘的距离与成像传感器的竖向长度相同，为1-35mm。 3.根据权利要求1所述的实时校准的光谱传感系统，其特征在于：所述短狭缝的竖向长度为长狭缝的竖向长度的0.01％-10％。 4.根据权利要求1所述的实时校准的光谱传感系统，其特征在于：所述短狭缝、长狭缝的宽度为5-100μm。 5.根据权利要求1所述的实时校准的光谱传感系统，其特征在于：所述物体光成像区域的竖向长度与长狭缝的竖向长度相同。 6.根据权利要求1所述的实时校准的光谱传感系统，其特征在于：所述照明光成像区域的竖向长度与短狭缝的竖向长度相同。 7.根据权利要求1所述的实时校准的光谱传感系统，其特征在于：还包括有照明光源。 8.一种根据权利要求1或2或3或4或5或6或7所述的实时校准的光谱传感系统的光谱处理方法，其特征在于：包括如下步骤： S1：采集照明光的光谱曲线：光谱采集头采集照明光，照明光经光纤传到光谱发散头，并入射到狭缝片的短狭缝，再通过分光系统进行光谱分光，最后在成像传感器的照明光成像区域上，获取照明光在不同像素点的灰度值并进行归一化处理，得到光谱校正量强度曲线； S2：采集物体光的光谱曲线：照明光反射或透射到被拍摄的物体上形成物体光，物体光通过成像物镜，入射到狭缝片的长狭缝，再通过分光系统进行光谱分光，最后在成像传感器的物体光成像区域上，获取物体光光谱强度曲线； S3：光谱差分处理：主控板根据当前的运行状况判断对光谱数据采取相应的光谱差分处理模式，分为实时处理和后处理；当采取实时处理模式时，主控板从成像传感器中获取步骤S1得到的光谱校正量强度曲线和步骤S2得到的物体光光谱强度曲线，进行差分处理，得到校准后的真实光谱数据并存储；当采用后处理模式时，主控板从成像传感器中获取并存储包括物体光光谱信息和照明光光谱信息的图片，在采集结束后，将图片传输至其他计算机处理或者主控板直接调用图片，进行差分处理，得到校准后的真实光谱数据并存储。 9.根据权利要求8所述的光谱处理方法，其特征在于：当步骤S2中采集的物体光为反射形成的，步骤S3根据反射光谱差分算法公式Rref-sample＝Rref/Rsource计算得到物体校准后的反射光谱，其中Rref-sample为物体校准后的反射光谱,Rref为反射时物体光的光谱强度曲线，Rsource为照明光的光谱校正量强度曲线。 10.根据权利要求8所述的光谱处理方法，其特征在于：当步骤S2中采集的物体光为透射形成的，步骤S3根据透射光谱差分算法公式Rtrans-sample＝Rtrans/Rsource计算得到物体校准后的透射光谱，其中Rtrans-sample为物体校准后的透射光谱,Rtrans为透射时物体光的光谱强度曲线，Rsource为照明光的光谱校正量强度曲线。
所属类别：	发明专利