多波段多角度检测装置及检测方法制造方法及图纸

一种多波段、多角度检测装置及检测方法，包括多波段、多角度检测装置主要包括光源模块、探测模块、整体框架、三维样品平台、控制模块。对于不同领域、不同现场的痕迹，该装置及检测方法可对其高效的进行多波段、多角度的勘察与拍摄，准确、方便的得到检材上痕迹和客体背景高对比度的图像，获得清晰的痕迹细微结构特征。可为各个研究领域提供有力的技术支持。

【技术实现步骤摘要】
多波段多角度检测装置及检测方法
本专利技术涉及检测装置，特别是一种多波段多角度检测装置及检测方法。
技术介绍
快速、准确、高质量的获取痕迹信息一直是刑侦、考古、检测等研究领域追求的目标。获取痕迹的现场情况复杂，在不同的现场中，痕迹的尺寸、种类均不同。由于痕迹尺寸、深浅、朝向等不同，在获取特征信息过程中，通常需要从多个角度去拍摄承载痕迹的检材，以获得微小痕迹特征。因此，各个研究领域常常需要多角度拍摄装置对承载痕迹的检材进行拍摄，获得所需结构特征。同时，由于不同种类的痕迹对不同波段入射光的吸收率和反射率不同，因此，需要多波段光源对检材上的痕迹和客体背景进行照射，以获得高对比度图像，从而获取清晰的痕迹细微特征结构。在先技术“一种多角度一次成像的拍摄装置”(CN310555014)中，公开了一种可实现多角度一次成像的拍摄装置，该装置实现了多角度采光，并聚焦到同一感光模块上同时感光，实现多角度一次成像。但该装置过于庞大、复杂，成本高且使用不灵活。该装置只能被动的接收检材发射或反射的光，不能改变对检材进行照明的光源特性，难以得到微弱痕迹和客体背景的高对比图像，进而难以获取痕迹的细微特征结构。在先技术“单次多角度拍摄机构”(CN510143740)中，公开了一种通过反射镜和棱镜组合改变光的传播方向，实现物体的多角度拍摄机构。该专利技术虽然实现了增加检材的拍摄角度，但光路复杂，拍摄角度有限，对于检材微小细节的重现具有一定的局限性。以上两种装置虽可对不同现场中检材表面进行多角度重建，但光源波段单一，不能根据不同的检材上特定的痕迹和客体背景进行特征化提取，不易获得高对比度的图像，对痕迹的特征信息提取有一定的局限性。在先技术“便携式多波段组合光源文痕检验仪”(CN280149)中，公开了一种便携式多波段组合光源文痕检验仪，该技术实现了器材小型化和移动办案，多波段组合光源照度均匀，根据检测对象选择成像设备。但该技术仅是对文件痕迹进行检验，不适用于对其他检材(如古作画等)上的微小痕迹进行检验；只能检测有限尺寸的文档；未考虑照明的均匀性，影响对文件上微小痕迹的检验；多波段光学组合是分散排布的，集成性欠佳；对检材不同角度的微小痕迹检验需要进行多次成像与对比分析。因此，该技术对于不同尺寸的检材难以高效的一次性获取痕迹的细微特征。上述现有技术的单一装置都不能对对于不同领域、不同现场、不同尺寸的检材进行高效、多波段、多角度的勘察与拍摄，不能准确、方便的得到检材上痕迹和客体背景高对比度的图像，难以获得清晰的痕迹细微结构特征。
技术实现思路
本专利技术旨在克服上述在先技术的不足，提出了一种多波段多角度检测装置及检测方法。本专利技术的技术解决方案如下：本专利技术的多波段多角度检测装置，特征在于：包括光源模块、探测模块、整体框架、三维样品平台、控制模块。所述的光源模块包括多个光学模组，每个所述的光学模组包括多波段光源、匀光片、光源座和驱动电路。所述的多波段光源集成多个不同波段光源，可分别发出白光、紫外线、红外线等波段光源用以照射检材。所述的匀光片靠近所述的多波段光源放置，用于均匀化所述的多波段光源出射的光强分布，使所述的探测模块的成像效果更佳，检材上的痕迹特征细节更加突出。所述的光源座固定所述的多波段光源，将多个波段的光源进行集成与固定。所述的驱动电路连接所述的多波段光源与所述的控制模块，通过所述的控制模块控制所述的多波段光源的点亮时间与次序。所述的探测模块包括成像组件和光谱测量组件。所述的成像组件包括相机、镜头、滤光片。所述的成像组件可收集检材在所述的光源模块照射下的图像信息。所述的光谱测量组件包括光谱仪。所述的光谱测量组件用于收集检材在所述的光源模块照射下的光谱信息。所述的探测模块的工作时间要与所述的多波段光源的点亮时间同步，保证每次所述的多波段光源的点亮时间大于所述的探测模块的图像采集时间或光谱信息收集时间。所述的整体框架用于承载所述的光源模块和所述的探测模块。所述的整体框架中的所述的光源模块可以有不同的排列方式。所述的探测模块位于所述的整体框架的顶部。根据需要，所述的成像组件和所述的光谱测量组件可分别固定于所述的整体框架的顶部。所述的三维样品平台位于所述的整体框架的正下方，可在三个正交方向调整检材的位置，使检材中的待检区域处于所述的探测模块的中心视场。所述的控制模块包括电源组件、同步控制板卡组件、计算机组件。所述的电源组件可为所述的光源模块、所述的探测模块、所述的三维样品平台提供电源。所述的电源组件还可以调节所述的光源模块的电流，以使得检材上获得不同的照度，进而得到检材上痕迹的不同特征效果。所述的同步控制板卡组件可控制所述的光源模块中光源模块的点亮顺序、点亮时间以及控制所述的探测模块的成像组件拍摄图像或光谱测量组件探测检材表面激发出的荧光光谱。所述的计算机组件可对所述的成像组件的图像结果进行处理，如通过反射变换成像技术对图像进行三维渲染、边沿提取等，也可对所述的光谱测量组件捕获的检材表面光谱信息进行光谱分析。本专利技术还提供一种检测方法，具体如下：若选用所述的探测模块中的成像组件，检测步骤如下：1.将检材放置在所述的三维样品平台上，所述的成像组件放置在所述的整体框架上，调整所述的成像组件位置，使其光轴垂直于检材表面；在三个正交方向调整检材的位置，使检材中的待检区域处于所述的探测模块的中心视场；校准所述的成像组件中的相机参数,以使得所述的成像组件能对检材清晰成像；2.所述的同步控制板卡组件控制某个位置处的所述的光学模组中某一波段光源点亮，光源点亮的同时所述的成像组件对检材进行拍摄；拍摄结束后关闭该光学模组的光源；3.依次选取下一个不同位置处的光学模组，选取同一波段的光源，重复上述步骤2；4.可根据不同种类检材上复杂的痕迹选取多种波段的光源依次进行照射；重复上述步骤2、步骤3、步骤4，进一步得到不同波段下光源照射下检材上微弱的痕迹信息；5.所述的计算机组件可将收集到的检材在不同光照位置处的图像进行处理，得到检材上痕迹的细微信息；6.如需要，也可以同时点亮所述的光学模组中所有的同一波段光源，此时，所述的成像组件对检材进行拍摄，所述的计算机组件对所得到的图像进行处理,得到检材上痕迹的微弱信息。若选用所述的探测模块中的光谱测量组件，检测步骤如下：1.将检材放置在所述的三维样品平台上，将所述的光谱测量组件中的所述的光谱仪的探测头放置在所述的整体框架上，调整所述的光谱仪的探测头，使其光轴垂直于检材表面；在三个正交方向调整检材的位置，使检材中的待检区域处于所述的探测模块的中心视场；2.所述的同步控制板卡组件控制某个位置处的所述的光学模组中的紫外光源点亮，点亮的同时所述的光谱测量组件对检材进行光谱采集，图像采集成功后，关闭该位置处的光源；依次选取不同空间位置处的光学模组，重复该步骤；3.也可将多个或所有位置处的所述的光学模组中的紫外光源同时点亮,所述的光谱测量组件对检材进行光谱采集；4.为了进一步得到检材在不同照明强度下的光谱信息，可通过调节所述的电源组件对所述的光源模块的控制电流，改变控制电流后，可重复步骤2和步骤3，继而获得高信噪比的光谱；5.所述的计算机组件将所述的探测模块获取的检材表面光谱信息进行光谱分析，以得到检材表面的痕迹信息。与在先技术相比，本专利技术具有如本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多波段多角度检测装置，其特征在于：包括光源模块(1)、探测模块(2)、整体框架(3)、三维样品平台(4)、控制模块(5)，所述的整体框架(3)成球冠壳形，所述的探测模块(2)位于所述的整体框架(3)的顶部，所述的光源模块(1)包括数十个光学模组，该数十个光学模组均匀地分布在所述的整体框架(3)中，每个光学模组包括多波段光源(101)、匀光片(102)、光源座(103)和驱动电路(104)，所述的多波段光源(101)包括白光、紫外线、红外线光源，所述的匀光片(102)靠近所述的多波段光源(101)放置，所述的光源座(103)固定所述的多波段光源(101)，所述的三维样品平台(4)位于所述的整体框架(3)的正下方，所述的控制模块(5)的输出端与所述的光源模块(1)、所述的探测模块(2)、所述的三维样品平台(4)的控制端相连，所述的驱动电路(104)的两端分别与所述的多波段光源(101)、所述的控制模块(5)相连；所述的探测模块(2)包括成像组件(201)和光谱测量组件(202)，所述的成像组件包括相机、镜头、滤光片；所述的控制模块(5)包括电源组件(501)、同步控制板卡组件(502)和计算机组件(503)，所述的电源组件(501)分别与所述的光源模块(1)、所述的探测模块(2)、所述的三维样品平台(4)相连并提供电源，所述的电源组件(501)还可以调节所述的光源模块(1)的电流，所述的计算机组件(503)通过所述的同步控制板卡组件(502)控制所述的多波段光源(101)的点亮顺序、点亮时间以及控制并接收所述的探测模块(2)的成像组件(201)拍摄图像或光谱测量组件(202)探测检材表面激发出的荧光光谱，对所述的成像组件(201)的图像结果进行数据处理。...

【技术特征摘要】
1.一种多波段多角度检测装置，其特征在于：包括光源模块(1)、探测模块(2)、整体框架(3)、三维样品平台(4)、控制模块(5)，所述的整体框架(3)成球冠壳形，所述的探测模块(2)位于所述的整体框架(3)的顶部，所述的光源模块(1)包括数十个光学模组，该数十个光学模组均匀地分布在所述的整体框架(3)中，每个光学模组包括多波段光源(101)、匀光片(102)、光源座(103)和驱动电路(104)，所述的多波段光源(101)包括白光、紫外线、红外线光源，所述的匀光片(102)靠近所述的多波段光源(101)放置，所述的光源座(103)固定所述的多波段光源(101)，所述的三维样品平台(4)位于所述的整体框架(3)的正下方，所述的控制模块(5)的输出端与所述的光源模块(1)、所述的探测模块(2)、所述的三维样品平台(4)的控制端相连，所述的驱动电路(104)的两端分别与所述的多波段光源(101)、所述的控制模块(5)相连；所述的探测模块(2)包括成像组件(201)和光谱测量组件(202)，所述的成像组件包括相机、镜头、滤光片；所述的控制模块(5)包括电源组件(501)、同步控制板卡组件(502)和计算机组件(503)，所述的电源组件(501)分别与所述的光源模块(1)、所述的探测模块(2)、所述的三维样品平台(4)相连并提供电源，所述的电源组件(501)还可以调节所述的光源模块(1)的电流，所述的计算机组件(503)通过所述的同步控制板卡组件(502)控制所述的多波段光源(101)的点亮顺序、点亮时间以及控制并接收所述的探测模块(2)的成像组件(201)拍摄图像或光谱测量组件(202)探测检材表面激发出的荧光光谱，对所述的成像组件(201)的图像结...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄立华，魏巍，凌丽青，郭凯，黄惠杰，
申请(专利权)人：中国科学院上海光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31