一种基于光谱共焦位移传感器的谱峰峰值计算方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于光谱共焦位移传感器的谱峰峰值计算方法及系统，该方法包括：对光谱共焦位移传感器采集到的色散图像数据矩阵进行预处理，得到满足预设要求的目标灰度峰值曲线；对所述目标灰度峰值曲线进行均值滤波处理及谱峰趋势拟合处理；基于一阶梯度法，对谱峰趋势拟合后的目标灰度峰值曲线进行光谱谱峰粗定位处理确定光谱谱峰候选点的位置坐标；根据所述光谱谱峰候选点的位置坐标在所述目标灰度峰值曲线上确定有效光谱数据段；通过所述有效光谱数据段计算光谱共焦位移传感器的谱峰峰值。本发明专利技术对光谱共焦位移传感器采集到的色散图像数据矩阵进行各种方式处理，消除了环境的影响，确定光谱有效数据段，实现了对谱峰峰值的准确计算。峰峰值的准确计算。峰峰值的准确计算。

【技术实现步骤摘要】
一种基于光谱共焦位移传感器的谱峰峰值计算方法及系统


[0001]本专利技术涉及结构测量
，尤其涉及一种基于光谱共焦位移传感器的谱峰峰值计算方法及检测系统。

技术介绍

[0002]光谱共焦位移传感器是一种具有超高精度和超高稳定性的光电传感器，在微位移、微形变以及表面形貌检测领域等场景有着广泛的应用。
[0003]根据光谱色散的原理，光在经过色散物镜后会在光轴上形成一系列连续分布的不同谱峰峰值的聚焦光斑，谱峰峰值与聚焦距离有着一一对应的定量映射关系，通过解码这种映射关系，在得到谱峰峰值后即可得到相应的聚焦距离。
[0004]但是，在实际的生产过程中，由于测量环境、被测物表面反射率、粗糙度等因素的不同，使得光谱信息复杂多变，传统上用质心法解码光谱信息的模式无法在谱峰定位中得到高精度的结果，因而影响传感器的谱峰峰值测量精度。

技术实现思路

[0005]在有鉴于此，有必要提供一种基于光谱共焦位移传感器的谱峰峰值计算方法及检测系统，用以解决现有技术中由于测量环境、被测物表面反射率、粗糙度等因素的不同，使得光谱信息复杂多变，导致谱峰定位难以得到高精度的结果，因而影响传感器的谱峰峰值测量精度的问题。
[0006]为达到上述技术目的，本专利技术采取了以下技术方案：第一方面，本专利技术提供了一种基于光谱共焦位移传感器的谱峰峰值计算方法，包括：对光谱共焦位移传感器采集到的色散图像数据矩阵进行预处理，得到满足预设要求的目标灰度峰值曲线；对目标灰度峰值曲线进行均值滤波处理及谱峰趋势拟合处理；基于一阶梯度法，对谱峰趋势拟合后的目标灰度峰值曲线进行光谱谱峰粗定位处理确定光谱谱峰候选点的位置坐标；根据光谱谱峰候选点的位置坐标在目标灰度峰值曲线上确定有效光谱数据段；通过有效光谱数据段计算光谱共焦位移传感器的谱峰峰值。
[0007]在一些可能的实现方式中，对光谱共焦位移传感器采集到的色散图像数据矩阵进行预处理，得到满足预设要求的目标灰度峰值曲线，包括：对光谱共焦位移传感器采集到的色散图像数据矩阵去噪处理；根据列灰度值差值阈值和去噪后的色散图像数据矩阵的列灰度值确定有效数据列；对有效数据列进行高斯拟合得到有效数据点；根据有效数据点进行最小二乘拟合得到有效峰值曲线；
基于色散图像数据矩阵从有效峰值曲线中筛选出满足预设要求的目标灰度峰值曲线。
[0008]在一些可能的实现方式中，对目标灰度峰值曲线进行均值滤波处理及谱峰趋势拟合处理，包括：计算均值滤波后的目标灰度峰值曲线的一阶梯度曲线；基于预设定位原则，根据均值滤波后的目标灰度峰值曲线的一阶梯度曲线定位平点数据段起始像素点；根据起始像素点对平点数据段进行趋势拟合。
[0009]在一些可能的实现方式中，基于预设定位原则包括第一定位原则和第二定位原则；基于预设定位原则，根据一阶梯度曲线定位平点数据段起始像素点，包括：根据第一定位原则，当目标灰度峰值曲线中像素点的一阶梯度值为零，且在当前像素点之前连续的预设数量的像素点的一阶梯度值均大于零时，则当前像素点为起始像素点；根据第二定位原则，当目标灰度峰值曲线中像素点的一阶梯度值为零，且当前像素点的灰度值等于在后的邻近像素点的灰度值，小于在前的邻近像素点的灰度值时，则当前像素点为起始像素点。
[0010]在一些可能的实现方式中，基于一阶梯度法，对谱峰趋势拟合后的目标灰度峰值曲线进行光谱谱峰粗定位处理确定光谱谱峰候选点的位置坐标，包括：计算谱峰趋势拟合后的目标灰度峰值曲线的一阶梯度曲线；基于预设粗定位规则，对谱峰趋势拟合后的目标灰度峰值曲线的一阶梯度曲线进行光谱谱峰粗定位，从中确定光谱谱峰候选点的位置坐标。
[0011]在一些可能的实现方式中，根据光谱谱峰候选点的位置坐标在目标灰度峰值曲线上确定有效光谱数据段，包括：根据光谱谱峰候选点的位置坐标和目标灰度峰值曲线确定数据段区间参数；以光谱谱峰候选点为中心，以数据段区间参数确定有效光谱数据段。
[0012]在一些可能的实现方式中，通过有效光谱数据段计算光谱共焦位移传感器的谱峰峰值，包括：对有效光谱数据段进行高斯拟合，得到高斯拟合结果；根据高斯拟合结果和预设计算公式计算光谱共焦位移传感器的谱峰峰值。
[0013]第二方面，本专利技术还提供了一种基于光谱共焦位移传感器的谱峰峰值计算系统，包括：预处理模块，用于对光谱共焦位移传感器采集到的色散图像数据矩阵进行预处理，得到满足预设要求的目标灰度峰值曲线；趋势拟合模块，用于对目标灰度峰值曲线进行均值滤波处理及谱峰趋势拟合处理；粗定位模块，用于基于一阶梯度法，对谱峰趋势拟合后的目标灰度峰值曲线进行光谱谱峰粗定位处理确定光谱谱峰候选点的位置坐标；数据段模块，用于根据光谱谱峰候选点的位置坐标在目标灰度峰值曲线上确定有效光谱数据段；
峰值计算模块，用于通过有效光谱数据段定位光谱共焦位移传感器的谱峰峰值。
[0014]第三方面，本专利技术还提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，其中，存储器，用于存储程序；处理器，与存储器耦合，用于执行存储器中存储的程序，以实现上述任一种实现方式中的基于光谱共焦位移传感器的谱峰峰值计算方法中的步骤。
[0015]第四方面，本专利技术还提供了一种计算机可读存储介质，用于存储计算机可读取的程序或指令，程序或指令被处理器执行时，能够实现上述任一种实现方式中的基于光谱共焦位移传感器的谱峰峰值计算方法中的步骤。
[0016]采用上述实施例的有益效果是：一种基于光谱共焦位移传感器的谱峰峰值计算方法及系统，该方法包括：对光谱共焦位移传感器采集到的色散图像数据矩阵进行预处理，得到满足预设要求的目标灰度峰值曲线；对所述目标灰度峰值曲线进行均值滤波处理及谱峰趋势拟合处理；基于一阶梯度法，对谱峰趋势拟合后的目标灰度峰值曲线进行光谱谱峰粗定位处理确定光谱谱峰候选点的位置坐标；根据所述光谱谱峰候选点的位置坐标在所述目标灰度峰值曲线上确定有效光谱数据段；通过所述有效光谱数据段计算光谱共焦位移传感器的谱峰峰值。本专利技术对光谱共焦位移传感器采集到的色散图像数据矩阵先后进行预处理、均值滤波处理、谱峰趋势拟合处理、光谱谱峰粗定位处理确定了有效光谱数据段，消除了环境因素不同对光谱谱峰计算的影响，从而确定了光谱有效数据段，并通过对光谱有效数据段进行计算得到光谱共焦位移传感器的谱峰峰值，可以应对复杂多变的光谱信息，达到提高谱峰定位精度的目的，从而提升传感器的测量精度。
附图说明
[0017]图1为本专利技术提供的基于光谱共焦位移传感器的谱峰峰值计算方法的一实施例的流程示意图；图2为图1中步骤S101的一实施例的流程示意图；图3为图1中步骤S102的一实施例的流程示意图；图4为本专利技术提供的基于光谱共焦位移传感器的谱峰定位系统的一实施例的结构示意图；图5为本专利技术实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
[0018]下面结合附图来具体描述本专利技术的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本专利技术的实施例一起用于阐释本专利技术的原理，并非用于限定本专利技术的范围。
[0019]在本申请的描述中，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于光谱共焦位移传感器的谱峰峰值计算方法，其特征在于，包括：对光谱共焦位移传感器采集到的色散图像数据矩阵进行预处理，得到满足预设要求的目标灰度峰值曲线；对所述目标灰度峰值曲线进行均值滤波处理及谱峰趋势拟合处理；基于一阶梯度法，对谱峰趋势拟合后的目标灰度峰值曲线进行光谱谱峰粗定位处理确定光谱谱峰候选点的位置坐标；根据所述光谱谱峰候选点的位置坐标在所述目标灰度峰值曲线上确定有效光谱数据段；通过所述有效光谱数据段计算光谱共焦位移传感器的谱峰峰值。2.根据权利要求1所述的基于光谱共焦位移传感器的谱峰峰值计算方法，其特征在于，所述对光谱共焦位移传感器采集到的色散图像数据矩阵进行预处理，得到满足预设要求的目标灰度峰值曲线，包括：对光谱共焦位移传感器采集到的所述色散图像数据矩阵去噪处理；根据列灰度值差值阈值和去噪后的色散图像数据矩阵的列灰度值确定有效数据列；对所述有效数据列进行高斯拟合得到有效数据点；根据所述有效数据点进行最小二乘拟合得到有效峰值曲线；基于所述色散图像数据矩阵从所述有效峰值曲线中筛选出满足预设要求的目标灰度峰值曲线。3.根据权利要求1所述的基于光谱共焦位移传感器的谱峰峰值计算方法，其特征在于，所述对所述目标灰度峰值曲线进行均值滤波处理及谱峰趋势拟合处理，包括：计算均值滤波后的目标灰度峰值曲线的一阶梯度曲线；基于预设定位原则，根据所述均值滤波后的目标灰度峰值曲线的一阶梯度曲线定位平点数据段起始像素点；根据所述起始像素点对所述平点数据段进行趋势拟合。4.根据权利要求3所述的基于光谱共焦位移传感器的谱峰峰值计算方法，其特征在于，所述基于预设定位原则包括第一定位原则和第二定位原则；所述基于预设定位原则，根据所述一阶梯度曲线定位平点数据段起始像素点，包括：根据所述第一定位原则，当目标灰度峰值曲线中像素点的一阶梯度值为零，且在当前像素点之前连续的预设数量的像素点的一阶梯度值均大于零时，则当前像素点为起始像素点；根据所述第二定位原则，当目标灰度峰值曲线中像素点的一阶梯度值为零，且当前像素点的灰度值等于在后的邻近像素点的灰度值，小于在前的邻近像素点的灰度值时，则当前像素点为起始像素点。5.根据权利要求1所述的基于光谱共焦位移传感器的谱峰峰值计算...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴征宇，陈宇，
申请(专利权)人：板石智能科技深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：