光谱内窥式检测方法及对应的检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种光谱内窥式检测方法及对应的检测装置，步骤一，基于带光源的内窥镜与受限空间中的目标进行靠近或接触，确保受限空间中目标的光学图像能够通过分光成像模块分别导出到相机、光谱传感器上；步骤二，基于内窥镜进行检测点的标定，以得到对应的标定点；步骤三，通过相机的成像观察受限空间中目标上是否有缺陷、腐蚀点；其中，在步骤三中，在观察中如确定目标上存在缺陷、腐蚀点，则通过移动内窥镜将标定点的位置对准缺陷、腐蚀点，获取相应的光谱信息。本发明专利技术提供一种光谱内窥式检测方法及对应的检测装置，通过光谱传感器获取视场标定点位置的光谱信息，通过目标图像及内窥镜移动，可实现对目标上感兴趣的位置点进行光谱分析。光谱分析。光谱分析。

【技术实现步骤摘要】
光谱内窥式检测方法及对应的检测装置


[0001]本专利技术涉及一种光谱成像领域。更具体地说，本专利技术涉及一种用在狭缝等受限空间中目标实时检测情况下使用的光谱内窥式检测方法及对应的检测装置。

技术介绍

[0002]内窥成像技术广泛应用于管道检测、工业内腔表面检测、医学体腔内部检测等领域。但是普通的彩色成像只能获取目标在红、绿、蓝三个光谱位置信息，难以获取更多对应的光学信息，更不用说目标的红外光谱信息等。
[0003]光谱检测是一种具备成分分析能力的非接触式探测技术，可以获取病变生物组织、管道腐蚀层等异变化学物质的光谱信息，进而推算出相关的成分信息，可以实现狭缝等受限空间中目标实时检测，避免了取样离线检测等问题，故将内窥成像技术与光谱检测进行合并使用，为狭缝等受限空间中目标实时检测提供更为精准的检测效果。
[0004]在一种基于推扫式光谱成像的检测系统(CN111579498A)的现有技术中，为了将内窥成像技术、棱镜光栅分光技术、推扫成像技术以及明场成像技术相结合，能同时准确获取生物活体组织的光谱信息和形态信息，通过图像融合算法，得到生物活体组织高光谱、高分辨率的图像，能克服现有高光谱内窥成像技术中因生物活体运动引起的图像失真的缺陷；但该系统的缺点在于：结构复杂，一次检测需要较长的推扫时间以及推扫期间需要探测器和目标保持相对静止等要求，但在实际的操作中，基本上达不到探测时和目标保持相对静止的要求，故检测效果不另人满意；
[0005]在一种光谱与图像双通道内窥镜系统(CN209074529U)的现有技术中，通过光学结构设计，利用分光模块结合传统的内窥镜成像系统以及扫描式的成像光谱仪，实现光谱与图像的双通道内窥镜系统，在获取彩色影像的同时，对彩色影像的重点区域进行提取，并利用扫描式的成像光谱仪，实现对重点区域光谱数据的获取，用于提高内窥成像过程中，高光谱图像的获取效率，其缺点在于，分光模块结构复杂，而且光谱探测期间需要推扫过程，一次检测需要一定的推扫时间以及推扫期间需要探测器和目标保持相对静止等要求，降低了工作效率，故检测效果不另人满意。
[0006]由此可知，在非接触式探测技术的现有技术中，普遍存在的缺点在于：光谱检测时需要一定时间，同时光谱采集期间需要探测器和目标保持相对静止等要求，不便于使用。

技术实现思路

[0007]本专利技术的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
[0008]为了实现本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种光谱内窥式检测方法，包括：
[0009]步骤一，基于带光源的内窥镜与受限空间中的目标进行靠近或接触，确保受限空间中目标的光学图像能够通过分光成像模块分别导出到相机、光谱传感器上；
[0010]步骤二，基于内窥镜进行检测点的标定，以得到对应的标定点；
[0011]步骤三，通过相机的成像观察受限空间中目标上是否有缺陷、腐蚀点；
[0012]其中，在步骤三中，在观察中如确定目标上存在缺陷、腐蚀点，则通过移动内窥镜将标定点的位置对准缺陷、腐蚀点，进一步获取与缺陷、腐蚀点相对应的光谱信息，完成受限空间中的目标光谱检测。
[0013]优选的是，在步骤一中，当内窥镜为光纤内窥镜时，则所述分光成像模块的过程被配置为包括：
[0014]S10，内窥镜深入受限空间的目标前面后，照明光源发出宽谱照明光，所述宽谱照明光经过导光管进入内窥镜的照明光纤束，进而对目标表面进行照射；
[0015]S11，照明光经目标表面反射后将携带目标的对应信息，所述对应信息通过物镜传导至成像光纤束，并经目镜进入分光成像模块；
[0016]S12，分光成像模块将内窥镜导出的光学信号分成两路，一路通过成像镜在相机上成全视场像，另一路通过成像镜将全视场中心标定点的光学信号导入光谱传感器中。
[0017]优选的是，在步骤二，当内窥镜为光纤内窥镜时，则标定点为成像光纤束最中心的那根成像光纤；
[0018]其中，在进行检测的过程中，只将标记点所在成像光纤的光信号导入至光谱传感器中。
[0019]优选的是，所述步骤三还包括：根据获取的光谱信息对缺陷、腐蚀点进行对应光谱分析。
[0020]一种光谱内窥式检测方法相对应的检测装置，包括内窥镜、照明光源、分光成像模块、成像相机及光谱传感器，所述内窥镜被配置为采用光纤内窥镜，所述光纤内窥镜包括：
[0021]成像光线束；
[0022]设置在成像光线束外围的照明光纤束；
[0023]分别设置在照明光纤束两端的物镜、目镜；
[0024]与目镜相配合以将内窥镜与分光成像模块进行对接的出光接口；
[0025]其中，所述照明光源通过相配合的导光管与照明光纤束导通；
[0026]所述成像相机及光谱传感器分别为分光成像模块的两个输出端。
[0027]优选的是，所述分光成像模块被配置为包括：
[0028]在空间上与光纤内窥镜输出端相配合的中继镜；
[0029]设置在中继镜出光侧的分光镜；
[0030]在空间上与分光镜的一个输出端相配合，以将整个目标视场传输至相机的全视场路成像镜；
[0031]在空间上与分光镜的另一个输出端相配合，以将全视场中心标定点的光学信号传输至光谱传感器的成像镜。
[0032]本专利技术至少包括以下有益效果：其一，本专利的检测方法，其在实际的操作中，通过内窥镜可将狭小空间等位置的图像传递出来，通过相机获取目标图像，通过光谱传感器获取视场标定点位置的光谱信息，通过目标图像及内窥镜移动，可实现对目标上感兴趣的位置点进行光谱分析，相对于现有技术来说，具有检测时间短，对操作人员的要求较低，操作容易，检测效果可控性更好。
[0033]其二，本专利所提出的装置可以在成像相机的帮助下快速地对目标上感兴趣点进
行定位及光谱检测，具有成本低、操作灵活等优点。
[0034]本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
[0035]图1为本专利技术的一个实施例中光谱内窥检测装置原理示意图；
[0036]图2为本专利技术的光纤内窥镜截面结构示意图；
[0037]图3为本专利技术的光线内窥镜原理示意图；
[0038]图4为本专利技术的分光成像模块的原理示意图；
[0039]图5为本专利技术的光谱内窥检测的成像示意图；
[0040]图6为本专利技术光谱内窥检测装置测试结果中的图像信号示意图；
[0041]图7为本专利技术光谱内窥检测装置测试结果中的光谱信号示意图；
[0042]图8为本专利技术光谱内窥检测装置的结构示意图。
具体实施方式
[0043]下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
[0044]应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光谱内窥式检测方法，其特征在于，包括：步骤一，基于带光源的内窥镜与受限空间中的目标进行靠近或接触，确保受限空间中目标的光学图像能够通过分光成像模块分别导出到相机、光谱传感器上；步骤二，基于内窥镜进行检测点的标定，以得到对应的标定点；步骤三，通过相机的成像观察受限空间中目标上是否有缺陷、腐蚀点；其中，在步骤三中，在观察中如确定目标上存在缺陷、腐蚀点，则通过移动内窥镜将标定点的位置对准缺陷、腐蚀点，进一步获取与缺陷、腐蚀点相对应的光谱信息，完成受限空间中目标的光谱检测。2.如权利要求1所述的光谱内窥式检测方法，其特征在于，在步骤一中，当内窥镜为光纤内窥镜时，则所述分光成像模块的过程被配置为包括：S10，内窥镜深入受限空间的目标前面后，照明光源发出宽谱照明光，所述宽谱照明光经过导光管进入内窥镜的照明光纤束，进而对目标表面进行照明；S11，照明光经目标表面反射后将携带目标的对应光学信息，所述对应光学信息通过物镜传导至成像光纤束，并经目镜进入分光成像模块；S12，分光成像模块将内窥镜导出的光学信号分成两路，一路通过成像镜在相机上成全视场像，另一路通过成像镜将全视场中心标定点的光学信号导入光谱传感器中。3.如权利要求1所述的光谱内窥式检测方法，其特征在于，在步骤二，当内窥...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐烽，叶鑫，李波，陈骏，刘伟，邓青华，周晓燕，李青芝，黎维华，石兆华，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院激光聚变研究中心，
类型：发明
国别省市：