基于图像灰度识别的拉曼光谱检测设备制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于图像灰度识别的拉曼光谱检测设备，包括：激光器，其配置成向待检测的物体发射激光；拉曼光谱仪，其配置成接收来自所述物体的拉曼光；成像装置，其配置成获取所述物体的图像；和控制器，其配置成基于所述图像的灰度控制所述检测设备的操作。

【技术实现步骤摘要】
基于图像灰度识别的拉曼光谱检测设备
本技术涉及一种检测设备，并且特别地涉及一种基于图像灰度识别的拉曼光谱检测设备。
技术介绍
拉曼光谱分析技术是一种以拉曼散射效应为基础的非接触式光谱分析技术，它能对物质的成分进行定性、定量分析。拉曼光谱是一种分子振动光谱，它可以反映分子的指纹特征，可用于对物质的检测。拉曼光谱检测通过检测待测物对于激发光的拉曼散射效应所产生的拉曼光谱来检测和识别物质。近年来，拉曼光谱分析技术在危险品检查和物质识别等领域得到了广泛的应用。在物质识别领域，由于各种物质的颜色、形状各异，人们通常无法准确判断物质的属性，而拉曼光谱由被检物的分子能级结构决定，因而拉曼光谱可作为物质的“指纹”信息，用于物质识别。因此拉曼光谱分析技术在海关、公共安全、食品药品、环境等领域有广泛应用。由于拉曼光谱需要用高功率密度的激光作为激发光源，比如近红外的785nm激光有较强的热效应，在待检测物体的成分未知的情况下，贸然检测很可能会导致待检测物体被激光烧蚀损伤，如果待检测物体是易燃易爆化学品，则可能会导致产生燃烧、爆炸等状况，造成人身财产的损失。
技术实现思路
本申请的目的在于至少部分地解决或缓解现有技术中的一个或多个技术问题。根据本申请的一个方面，提出了一种基于图像灰度识别的拉曼光谱检测设备。根据一个示例性的实施例，所述检测设备可包括：激光器，其配置成向待检测的物体发射激光；拉曼光谱仪，其配置成接收来自所述物体的拉曼光；成像装置，其配置成获取所述物体的图像；和控制器，其配置成基于所述图像的灰度控制所述检测设备的操作。根据另一实施例，所述控制器可被进一步配置为：基于所述图像确定所述图像中的每个像素的灰度值；将每个像素的灰度值与阈值灰度值作比较，以确定灰度值小于阈值灰度值的像素的数量相对于总像素数量的百分比；以及将所述百分比与阈值百分比作比较，并基于比较结果控制所述检测设备。根据另一实施例，所述控制器可被进一步配置为：基于所述图像确定所述图像的每个像素的灰度值；基于每个像素的灰度值计算所述图像中所有像素的平均灰度值；和将所述平均灰度值与阈值平均灰度值作比较，并基于比较结果控制所述检测设备。根据又一实施例，所述检测设备还可包括：第一分光镜，其设置在从所述物体到所述拉曼光谱仪的拉曼光光路中并且配置成将所述激光器发射的激光引导至所述物体并使得来自所述物体的拉曼光穿过该第一分光镜传输至所述拉曼光谱仪。根据进一步的实施例，所述第一分光镜可包括长波通二向色镜。根据又一实施例，所述检测设备还可包括：第二分光镜，其设置在从所述物体到所述拉曼光谱仪的拉曼光光路中并且配置成反射可见光以使成像装置对所述物体成像并允许所述激光器发射的激光和来自所述物体的拉曼光通过该第二分光镜。根据进一步的实施例，所述第二分光镜可包括长波通二向色镜。根据又一实施例，所述检测设备还可包括以下光学部件中的至少一个：第一滤波片，其设置在所述拉曼光光路中的所述第一分光镜和第二分光镜的下游并且配置成用于滤除光信号中的瑞利光；第二滤波片，其设置在所述激光器与所述第一分光镜之间并配置成将所述激光器发出的激光限定在期望的波长段内；和第三滤波片，其设置在所述成像装置与所述第二分光镜之间并且配置成用于滤除来自物体的激光。根据又一实施例，所述检测设备还可包括以下光学部件中的至少一个：第一会聚透镜或透镜组，其设置在第二分光镜与所述物体之间；第二会聚透镜或透镜组，其设置在成像设备与第二分光镜之间；和第三会聚透镜或透镜组，其设置在拉曼光谱仪与第一分光镜之间。需要说明的是，前文所述的第一至第四会聚透镜或透镜组中的每一个可以包括图1中所示的单个凸透镜，也可以包括由多个透镜组成的具有聚光功能的透镜组。根据又一实施例，所述检测设备还可包括：光源，其配置成向所述物体提供照明。附图说明现在将通过举例的方式结合附图对本申请的优选实施例进行描述，其中：图1是根据本申请的一个实施例的检测设备的示意性的方块图；和图2是根据本申请的另一实施例的检测方法的示意性的流程图。具体实施方式下面将结合附图详细地描述本申请的示例性实施例。附图中的类似的附图标记指代类似的部件或特征。本申请也可以其他不同形式实现，因此本文阐述的实施例不应当被解释为本申请的限制。提供这些实施例的目的在于使本领域技术人员能够充分和完全的理解本申请的构思。根据本技术的一个基本构思，提供了一种检测设备，包括：激光器，其配置成向待检测的物体发射激光；拉曼光谱仪，其配置成接收来自所述物体的拉曼光；成像装置，其配置成获取所述物体的图像；和控制器，其配置成基于所述图像的灰度控制所述检测设备的操作。图1示出了根据本申请的一个实施例的检测设备的原理图。如图1所示，在该实施例中，检测设备100包括：激光器110，其配置成向一待检测的物体120发射激光111；拉曼光谱仪130，其配置成接收来自所述物体120的拉曼光信号112；成像装置140，其配置成获取物体120的图像；和控制器150，其配置成基于所述图像的灰度控制所述检测设备100的操作。为激发待检测物体的拉曼散射效应，通常激光器发射的激光具有较高的功率密度，而高功率密度的激光能够产生较强的热效应，如果待检测物体的颜色较深(例如，深灰、黑色等)，则物体会较多地吸收激光从而导致其表面温度快速地升高，可能会导致物体被局部烧蚀。如果是火药，甚至会出现爆炸。在检测人员培训不到位或者疏忽时，可能会出现上述现象，甚至会伤及现场检测人员。为避免出现上述现象，本申请的技术方案提供了成像装置以获取待检测物体的图像，并根据该图像确定待检测物体是否为深色或黑色等，并基于确定的物体的颜色深浅确定后续的检测操作。成像装置140可采用CCD成像装置、CMOS成像装置或本领域中已知的其他成像装置。物体的图像可以是从某一方向获取的物体整体的图像，也可以是物体的被检测部分的图像，这与待检测的物体120本身的尺寸、检测设备100的检测面积等参数有关。例如，如果待检测的物体是尺寸很小的宝石，则成像装置可获得物体某一侧面的整体图像，而如果待检测的物体的尺寸较大，则成像装置可对物体的待检测部位进行局部成像。在下文中，“物体的颜色”所指的既可以是物体的被检测面整体的颜色，也可以是物体的被检测部位的局部颜色。在本申请的实施例中，物体的颜色的深浅可根据物体图像的灰度确定。根据一个示例性实施例，控制器150被配置为：基于成像装置140获取的图像确定该图像中的每个像素的灰度值；将每个像素的灰度值与一预设的阈值灰度值作比较，以确定灰度值小于阈值灰度值的像素的数量相对于总像素数量的百分比；以及将所述百分比与一预设的阈值百分比作比较，并基于比较结果控制所述检测设备100。例如，可采用图像处理器(图中未示出)对成像装置获取的物体图像进行灰度化处理，以获取图像中的每一个像素的灰度值(0至255之间的值)。在一个示例中，图像处理器可集成于成像装置140中(即，成像装置140包括图像处理器)；在另一示例中，图像处理器也可以集成在控制器150中(即，控制器150包括图像处理器)；在其他示例中，图像处理器也可以被提供在进行现场操作的电脑中或远程控制中心中。在替换实施例中，也可以通过存储在现场操作的电脑、远程控制中心内的电脑或控制器150内的存储装置中的软本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种检测设备，其特征在于，该检测设备包括：激光器，其配置成向待检测的物体发射激光；拉曼光谱仪，其配置成接收来自所述物体的拉曼光；成像装置，其配置成获取所述物体的图像；和控制器，其配置成基于所述图像的灰度控制所述检测设备的操作。

【技术特征摘要】
1.一种检测设备，其特征在于，该检测设备包括：激光器，其配置成向待检测的物体发射激光；拉曼光谱仪，其配置成接收来自所述物体的拉曼光；成像装置，其配置成获取所述物体的图像；和控制器，其配置成基于所述图像的灰度控制所述检测设备的操作。2.根据权利要求1所述的检测设备，其中，所述控制器被进一步配置为：基于所述图像确定所述图像中的每个像素的灰度值；将每个像素的灰度值与阈值灰度值作比较，以确定灰度值小于阈值灰度值的像素的数量相对于总像素数量的百分比；以及将所述百分比与阈值百分比作比较，并基于比较结果控制所述检测设备。3.根据权利要求1所述的检测设备，其中，所述控制器被进一步配置为：基于所述图像确定所述图像的每个像素的灰度值；基于每个像素的灰度值计算所述图像中所有像素的平均灰度值；和将所述平均灰度值与阈值平均灰度值作比较，并基于比较结果控制所述检测设备。4.根据权利要求1至3中任一项所述的检测设备，其中，所述检测设备还包括：第一分光镜，其设置在从所述物体到所述拉曼光谱仪的拉曼光光路中并且配置成将所述激光器发射的激光引导至所述物体并使得来自所述物体的拉曼光穿过该第一分光镜传输至所述拉曼光谱仪。5.根据权利要求4所述的检测设备，其中，所述第一分光镜包括长波通...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘海辉，王红球，张建红，左佳倩，
申请(专利权)人：同方威视技术股份有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11