[发明专利]一种光谱共焦轴向距离检测方法、装置及设备

权利要求书

1.一种光谱共焦轴向距离检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，驱动光谱共焦测头轴向扫描待测物体表面，比对各扫描位置的反射光谱信号，获取测量范围内每个光谱仪像素能够产生的最大光强，归为一组作为参比光强信号；

步骤2，获得噪声光谱信号；

步骤3，根据所述参比光强信号、所述噪声光谱信号和所述反射光谱信号，计算所述各扫描位置的色散反射率光谱；

步骤4，获取所述各扫描位置的色散反射率光谱的波峰对应的光谱仪像素序号值，建立所述待测物体表面相对所述光谱共焦测头的轴向距离与像素序号值的查找关系曲线；

步骤5，实时获得所述待测物体表面的色散反射率光谱，求所述色散反射率光谱波峰对应的像素序号值，将所述像素序号值代入所述查找关系曲线，获得所述待测物体表面相对测头的轴向距离；

其中，色散反射率光谱的公式为：η_k＝(I_k-I_noise)/(I_max-I_noise)，其中I_max为参比光强信号，I_noise为噪声光谱信号，I_k为反射光谱信号。

2.根据权利要求1所述的光谱共焦轴向距离检测方法，其特征在于，在步骤1中，所述获取测量范围内每个光谱仪像素能够产生的最大光强，具体包括：从各扫描位置的反射光谱原始信号中比对光谱仪像素的光强，得到的最大值作为所述光谱仪像素的最大光强。

3.根据权利要求2所述的光谱共焦轴向距离检测方法，其特征在于，在步骤4中，获取所述色散反射率光谱的波峰对应的光谱仪像素序号值具体包括：设定有效阈值，利用寻峰算法，获取所述色散反射率光谱的波峰对应的光谱仪像素序号值。

4.根据权利要求3所述的光谱共焦轴向距离检测方法，其特征在于，所述寻峰方法包括但不限于直接最大值法、质心法、高斯拟合法和二次曲线拟合法中的一种或多种。

5.根据权利要求2所述的光谱共焦轴向距离检测方法，其特征在于，在步骤4中，所述建立相对所述光谱共焦测头的轴向距离与像素序号值的查找关系曲线具体包括：采用插值法、多项式拟合法或傅立叶拟合法建立相对所述光谱共焦测头的轴向距离与像素序号值的查找关系曲线。

6.根据权利要求2所述的光谱共焦轴向距离检测方法，其特征在于，在步骤1、步骤2和步骤5中，还包括预先对光谱共焦测头轴向扫描待测物体表面的光谱信号进行预处理。

7.根据权利要求6所述的光谱共焦轴向距离检测方法，其特征在于，所述预处理包括滤波处理或者平滑处理。

8.一种光谱共焦轴向距离检测装置，其特征在于，包括：

光谱共焦测头，用于扫描待测物体表面；

参比光强信号获取模块，用于比对各扫描位置的反射光谱信号，获取测量范围内每个光谱仪像素能够产生的最大光强，归为一组作为参比光强信号；

噪声获取模块，用于获得噪声光谱信号；

色散反射率光谱计算模块，根据参比光强信号、噪声光谱信号和反射光谱信号，计算所述各扫描位置的色散反射率光谱；

建立关系曲线模块，用于获取所述各扫描位置的色散反射率光谱的波峰对应的光谱仪像素序号值，建立所述待测物体表面相对所述光谱共焦测头的轴向距离与像素序号值的查找关系曲线；

查找模块，用于实时获得待测物体表面的色散反射率光谱，求所述色散反射率光谱波峰对应的像素序号值，代入查找关系曲线，获得所述待测物体表面相对测头的轴向距离；

其中，色散反射率光谱的公式为：η_k＝(I_k-I_noise)/(I_max-I_noise)，其中I_max为参比光强信号，I_noise为噪声光谱信号，I_k为反射光谱信号。

9.一种光谱共焦轴向距离检测设备，其特征在于，包括：

至少一个处理器；以及，

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如权利要求1至7任一项所述的方法。