一种面相异形零部件共焦式光谱测量装置及方法

1.本发明涉及光谱测量技术领域，具体为一种面相异形零部件共焦式光谱测量装置及方法。


背景技术：

2.光谱测量法是一种用于分析物质的方法，通过测量物质与电磁辐射的相互作用来获取信息。它基于物质对不同波长(或频率)的光的吸收、发射、散射或干涉特性进行分析和解读。光谱测量法可以应用于各种不同领域，包括物理学、化学、生物学、天文学等。它可以提供关于物质的结构、组成、浓度、反应动力学等方面的信息。
3.目前针对异形零部件的光谱测量装置测量精准度低，影响后续零部件的加工精度，因此，有必要进行改进。
4.公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种面相异形零部件共焦式光谱测量装置及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种面相异形零部件共焦式光谱测量装置，包括安装座、放置平台和光谱测量仪，所述放置平台安装于安装座上，所述放置平台上开设放置槽，所述放置槽内放置异形零部件，所述安装座一侧安装支架，所述光谱测量仪安装于安装支架的顶端板内侧，且所述光谱测量仪正对放置槽，还包括控制面板，所述控制面板安装于安装支架一侧，所述控制面板内安装控制器。
7.优选的，本技术提供的一种面相异形零部件共焦式光谱测量装置，其中，所述控制器内安装中央处理器、光谱成像信号采集模块、光谱数据成像信号分析模块、光谱成像数据特征提取模块、噪声信号分离模块和光谱测量数据传输模块，所述光谱成像信号采集模块、光谱数据成像信号分析模块、光谱成像数据特征提取模块、噪声信号分离模块分别连接中央处理器，所述中央处理器通过光谱测量数据传输模块连接后台监测终端。
8.优选的，本技术提供的一种面相异形零部件共焦式光谱测量装置，其中，所述放置槽内还安装零件夹持机构。
9.优选的，本技术提供的一种面相异形零部件共焦式光谱测量装置，其中，其使用方法包括以下步骤：
10.a、首先将异形零部件放置于放置槽内，启动光谱成像仪；
11.b、光谱成像仪采集异形零部件的图像，并通过光谱成像信号采集模块采集后传输至中央处理器；
12.c、中央处理器驱动光谱数据成像信号分析模块对光谱成像信号进行分析处理；
13.d、之后对分析处理后的光谱成像信号通过噪声信号分离模块进行噪声分离；
14.e、光谱成像数据特征提取模块对噪声分离后的成像信号进行特征提取，提取光谱特征；
15.f、最后将特征提取后的光谱成像数据通过光谱测量数据传输模块传输至后台监测终端供技术人员参考。
16.优选的，本技术提供的一种面相异形零部件共焦式光谱测量装置，其中，所述噪声信号分离模块分离方法如下：
17.a、利用低通滤波和均质性分块，分别估计信号和噪声；
18.b、根据贝叶斯准则，定量计算得到估计的信号和噪声的维度；
19.c、构建信号子空间和噪声子空间，并通过斜子空间投影，分离光谱图像中的信号组分和噪声组分。
20.优选的，本技术提供的一种面相异形零部件共焦式光谱测量装置，其中，所述光谱成像数据特征提取模块提取方法如下：
21.a、针对高光谱遥感数据的每个光谱波段进行归一化处理；
22.b、利用d个一维滤波器对数据进行卷积操作，生成多个高光谱特征矩阵；
23.c、针对多个高光谱特征矩阵，在特征通道方向将d个分成g组；每组利用多个一维滤波器进行一维卷积操作，提取光谱特征，最后将每组卷积结果在特征通道方向上堆栈在一起；
24.d、针对步骤c提取的光谱特征，通过自学习提取光谱特征的全局和局部相关性并进行加权；
25.e、对步骤d得到的特征矩阵(d,n)进行洗牌操作；
26.f、每组利用多个一维滤波器进行一维卷积操作，提取光谱特征。
27.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
28.(1)本发明工作原理简单，能够对异形零部件进行光谱测量成像，成型精度高，能够提高异形零部件的加工精度。
29.(2)本发明采用的噪声信号分离模块能够实现对光谱信号和噪声信号的分离，进一步提高光谱图像成像精度。
30.(3)本发明采用的光谱成像数据特征提取模块能够提高光谱特征，方便对异性零部件的加工精度进行调整。
附图说明
31.图1为本发明结构示意图；
32.图2为本发明控制原理框图；
33.图3为本发明流程图；
34.图中：安装座1、放置平台2、光谱测量仪3、放置槽4、异形零部件5、安装支架6、控制面板7、中央处理器8、光谱成像信号采集模块9、光谱数据成像信号分析模块10、光谱成像数据特征提取模块11、噪声信号分离模块12、光谱测量数据传输模块13、后台监测终端14。
具体实施方式
35.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
36.请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种面相异形零部件共焦式光谱测量装置，包括安装座1、放置平台2和光谱测量仪3，所述放置平台2安装于安装座1上，所述放置平台2上开设放置槽4，放置槽内还安装零件夹持机构，所述放置槽4内放置异形零部件5，所述安装座1一侧安装支架6，所述光谱测量仪3安装于安装支架6的顶端板内侧，且所述光谱测量仪3正对放置槽4，还包括控制面板7，所述控制面板7安装于安装支架6一侧，所述控制面板7内安装控制器。
37.本发明中，控制器内安装中央处理器8、光谱成像信号采集模块9、光谱数据成像信号分析模块10、光谱成像数据特征提取模块11、噪声信号分离模块12和光谱测量数据传输模块13，所述光谱成像信号采集模块9、光谱数据成像信号分析模块10、光谱成像数据特征提取模块11、噪声信号分离模块12分别连接中央处理器8，所述中央处理器8通过光谱测量数据传输模块13连接后台监测终端14。
38.工作原理：本发明的使用方法包括以下步骤：
39.a、首先将异形零部件放置于放置槽内，启动光谱成像仪；
40.b、光谱成像仪采集异形零部件的图像，并通过光谱成像信号采集模块采集后传输至中央处理器；
41.c、中央处理器驱动光谱数据成像信号分析模块对光谱成像信号进行分析处理；
42.d、之后对分析处理后的光谱成像信号通过噪声信号分离模块进行噪声分离；
43.e、光谱成像数据特征提取模块对噪声分离后的成像信号进行特征提取，提取光谱特征；
44.f、最后将特征提取后的光谱成像数据通过光谱测量数据传输模块传输至后台监测终端供技术人员参考。
45.其中，噪声信号分离模块分离方法如下：
46.a、利用低通滤波和均质性分块，分别估计信号和噪声；
47.b、根据贝叶斯准则，定量计算得到估计的信号和噪声的维度；
48.c、构建信号子空间和噪声子空间，并通过斜子空间投影，分离光谱图像中的信号组分和噪声组分。
49.本发明采用的噪声信号分离模块能够实现对光谱信号和噪声信号的分离，进一步提高光谱图像成像精度。
50.本发明中，光谱成像数据特征提取模块提取方法如下：
51.a、针对高光谱遥感数据的每个光谱波段进行归一化处理；
52.b、利用d个一维滤波器对数据进行卷积操作，生成多个高光谱特征矩阵；
53.c、针对多个高光谱特征矩阵，在特征通道方向将d个分成g组；每组利用多个一维滤波器进行一维卷积操作，提取光谱特征，最后将每组卷积结果在特征通道方向上堆栈在一起；
54.d、针对步骤c提取的光谱特征，通过自学习提取光谱特征的全局和局部相关性并进行加权；
55.e、对步骤d得到的特征矩阵(d,n)进行洗牌操作；
56.f、每组利用多个一维滤波器进行一维卷积操作，提取光谱特征。本发明采用的光谱成像数据特征提取模块能够提高光谱特征，方便对异性零部件的加工精度进行调整。
57.综上所述，本发明工作原理简单，能够对异形零部件进行光谱测量成像，成型精度高，能够提高异形零部件的加工精度。
58.涉及到电路和电子元器件和模块均为现有技术，本领域技术人员完全可以实现，无需赘言，本发明保护的内容也不涉及对于软件和方法的改进。
59.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
60.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
61.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
62.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

技术特征：
1.一种面相异形零部件共焦式光谱测量装置，包括安装座(1)、放置平台(2)和光谱测量仪(3)，其特征在于：所述放置平台(2)安装于安装座(1)上，所述放置平台(2)上开设放置槽(4)，所述放置槽(4)内放置异形零部件(5)，所述安装座(1)一侧安装支架(6)，所述光谱测量仪(3)安装于安装支架(6)的顶端板内侧，且所述光谱测量仪(3)正对放置槽(4)，还包括控制面板(7)，所述控制面板(7)安装于安装支架(6)一侧，所述控制面板(7)内安装控制器。2.根据权利要求1所述的一种面相异形零部件共焦式光谱测量装置，其特征在于：所述控制器内安装中央处理器(8)、光谱成像信号采集模块(9)、光谱数据成像信号分析模块(10)、光谱成像数据特征提取模块(11)、噪声信号分离模块(12)和光谱测量数据传输模块(13)，所述光谱成像信号采集模块(9)、光谱数据成像信号分析模块(10)、光谱成像数据特征提取模块(11)、噪声信号分离模块(12)分别连接中央处理器(8)，所述中央处理器(8)通过光谱测量数据传输模块(13)连接后台监测终端(14)。3.根据权利要求1所述的一种面相异形零部件共焦式光谱测量装置，其特征在于：所述放置槽内还安装零件夹持机构。4.实现权利要求1所述的一种面相异形零部件共焦式光谱测量装置的使用方法，其特征在于：其使用方法包括以下步骤：a、首先将异形零部件放置于放置槽内，启动光谱成像仪；b、光谱成像仪采集异形零部件的图像，并通过光谱成像信号采集模块采集后传输至中央处理器；c、中央处理器驱动光谱数据成像信号分析模块对光谱成像信号进行分析处理；d、之后对分析处理后的光谱成像信号通过噪声信号分离模块进行噪声分离；e、光谱成像数据特征提取模块对噪声分离后的成像信号进行特征提取，提取光谱特征；f、最后将特征提取后的光谱成像数据通过光谱测量数据传输模块传输至后台监测终端供技术人员参考。5.根据权利要求4所述的一种面相异形零部件共焦式光谱测量装置的使用方法，其特征在于：所述噪声信号分离模块分离方法如下：a、利用低通滤波和均质性分块，分别估计信号和噪声；b、根据贝叶斯准则，定量计算得到估计的信号和噪声的维度；c、构建信号子空间和噪声子空间，并通过斜子空间投影，分离光谱图像中的信号组分和噪声组分。6.根据权利要求4所述的一种面相异形零部件共焦式光谱测量装置的使用方法，其特征在于：所述光谱成像数据特征提取模块提取方法如下：a、针对高光谱遥感数据的每个光谱波段进行归一化处理；b、利用d个一维滤波器对数据进行卷积操作，生成多个高光谱特征矩阵；c、针对多个高光谱特征矩阵，在特征通道方向将d个分成g组；每组利用多个一维滤波器进行一维卷积操作，提取光谱特征，最后将每组卷积结果在特征通道方向上堆栈在一起；d、针对步骤c提取的光谱特征，通过自学习提取光谱特征的全局和局部相关性并进行加权；
e、对步骤d得到的特征矩阵(d,n)进行洗牌操作；f、每组利用多个一维滤波器进行一维卷积操作，提取光谱特征。

技术总结
本发明公开了一种面相异形零部件共焦式光谱测量装置及方法，包括安装座、放置平台和光谱测量仪，放置平台安装于安装座上，放置平台上开设放置槽，放置槽内放置异形零部件，安装座一侧安装支架，光谱测量仪安装于安装支架的顶端板内侧，且光谱测量仪正对放置槽，还包括控制面板，控制面板安装于安装支架一侧，控制面板内安装控制器，本发明工作原理简单，能够对异形零部件进行光谱测量成像，成型精度高，能够提高异形零部件的加工精度。能够提高异形零部件的加工精度。能够提高异形零部件的加工精度。


技术研发人员：叶昊楠 仇韵涵 王亚楠 禹俊哲 潘麒鹦
受保护的技术使用者：杭州电子科技大学信息工程学院
技术研发日：2023.06.20
技术公布日：2023/9/20