检测方法和装置，光谱检测设备及存储介质与流程

本公开涉及检测技术领域，具体地，涉及一种检测方法和装置，光谱检测设备及存储介质。

背景技术：

当前的光谱检测，通常是将激光或者其他光源通过透镜聚焦到被测样品表面的某一点，然后测量这一点的光谱数据，根据这一点的光谱数据确定被测样品在此点处的物质信息。

由于被测样品往往物质分布不均匀，基于某一点的光谱数据无法准确得到整个被测样品的真实信息。此外，该方法得到的测量结果的重复性差，难以实现大批量的检测作业。

技术实现要素：

本公开的目的是提供一种检测方法和装置，光谱检测设备及存储介质，用以解决上述技术问题。

为了实现上述目的，根据本公开实施例的第一方面，提供一种检测方法，应用于光谱检测设备，所述方法包括：

获取被测样品表面的待测区域的区域信息；

根据所述区域信息确定所述待测区域内的测量点的数量和位置信息；

根据所述测量点的数量和位置信息调整所述光谱检测设备射入的光的入射角，以使所述光谱检测设备射出的光在所述待测区域的不同位置聚焦。

根据本公开实施例的第二方面，提供一种检测装置，应用于光谱检测设备，所述装置包括：

获取模块，用于获取被测样品表面的待测区域的区域信息；

确定模块，用于根据所述区域信息确定所述待测区域内的测量点的数量和位置信息；

调整模块，用于根据所述测量点的数量和位置信息调整所述光谱检测设备射入的光的入射角，以使所述光谱检测设备射出的光在所述待测区域的不同位置聚焦。

根据本公开实施例的第三方面，提供一种光谱检测设备，包括本公开实施例第二方面提供的检测装置。

根据本公开实施例的第四方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本公开实施例第一方面所述方法的步骤。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：通过获取被测样品表面的待测区域的区域信息，根据区域信息确定待测区域内的测量点的数量和位置信息，并根据测量点的数量和位置信息调整光谱检测设备射入的光的入射角，使光谱检测设备射出的光在待测区域的不同位置聚焦，从而在对被测样品进行光谱检测时，只需通过一次测量便能够获取被测样品不同位置的独立光谱数据，基于不同位置的光谱数据可以准确得到整个被测样品的完整、真实的物质成分信息，有效避免了被测样品物质分布不均导致的测量结果不完整、不准确的问题。并且，通过该检测方法，使得用户无需对被测样品进行多次测量，测量效率高、速度快，适用于大批量的检测作业。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是本公开实施例提供的一种检测方法的流程图；

图2是本公开实施例提供的一种待测区域内的测量点的示意图；

图3是本公开实施例提供的一种各个测量点对应的测量子区域内的扫描轨迹示意图；

图4是本公开实施例提供的一种检测装置的框图；

图5是本公开实施例提供的另一种检测装置的框图。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

值得说明的是，本公开的说明书和权利要求书以及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必理解为特定的顺序或先后次序。

为了使本领域技术人员更容易理解本公开实施例提供的技术方案，下面首先对本公开提供的检测方法所适用的光谱检测设备进行说明。

本公开提供的检测方法所适用的光谱检测设备可以为内部设置有角度扫描机构的光谱检测设备。示例地，该角度扫描机构可以包括控制单元和光反射单元。其中，光源发射的光经光反射单元反射后射出光在被测样品表面的某一点聚焦。控制单元可用于控制光反射单元旋转，不断改变光源射入到光反射单元的光的入射角(即光谱检测设备射入的光的入射角)，以使经光反射单元射出的光(即光谱检测设备射出的光)在被测样品表面的不同位置聚焦。光反射单元可以为电机转镜或者mems(microelectromechanicalsystem，微机电系统)扫描镜。

进一步地，通过测量每一聚焦点处的光谱数据便可确定被测样品在该聚焦点处的物质成分信息。

值得说明的是，上述光谱检测设备可以是手持式光谱检测设备。另外，上述光谱检测设备使用的测量谱线可以包括以下谱线中的一种或者多种：拉曼光谱、红外光谱、激光诱导击穿光谱(laserinducedbreakdownspectroscopy，libs)、质谱、色谱以及离子迁移谱等。

本公开提供一种检测方法，该方法的执行主体可以是上述光谱检测设备，具体地，可以是上述光谱检测设备中的角度扫描机构。该检测方法的具体流程如图1所示，包括以下步骤：

s101、获取被测样品表面的待测区域的区域信息。

具体地，在本实施例中，待测区域的区域信息可以包括待测区域的形状、尺寸信息等。例如，若待测区域为矩形，则其尺寸信息可以包括每一条边的长度、该待测区域的面积等；若待测区域为圆形，则其尺寸信息可以包括半径、面积等。此处仅为举例，应用中待测区域也可以设置为其他任意形状，本申请不对待测区域的形状进行限制。

被测样品表面的待测区域可由用户自定义设置并输入光谱检测设备。在具体实施时，获取被测样品表面的待测区域的区域信息的实现方式有很多种，例如，光谱检测设备可以接收用户输入的被测样品表面的待测区域的区域信息。又例如，用户可以将被测样品放置在承载装置上并将被测样品表面的待测区域呈现出来以便使光谱检测设备能够测量到，接着用户可向光谱检测设备输入用于指示开始测量指令，光谱检测设备接收到该指令后，对被测样品表面的待测区域进行图像采集，通过对采集到的图像进行识别，确定该待测区域的区域信息。当然，此处仅为举例，应用中也可以采用其他获取方式，本申请不对采用的具体获取方式进行限制。

s102、根据待测区域的区域信息确定待测区域内的测量点的数量和位置信息。

其中，测量点的位置信息可以包括测量点之间的相对位置、测量点与待测区域之间的相对位置等。

在具体实施时，获取待测区域内的测量点的数量和位置信息的实现方式可以有很多种。

在一种可选的实现方式中，可以在待测区域内设置多个均匀分布的测量点，具体地，可以根据区域尺寸信息与测量点数量/密度之间的预设对应关系，以及待测区域的尺寸信息，确定待测区域内的测量点数量，根据测量点数量和待测区域的尺寸信息进一步确定每一测量点的位置信息。例如，以图2所示的待测区域100示意，通过该实现方式可设置48个均匀分布的测量点。又例如，以图3所示的待测区域200示意，通过该实现方式可设置6个均匀分布的测量点。

在另一种可选的实现方式中，考虑到不同形状的被测样品其物质分布情况不同，为了获取对不同形状的被测样品的完整、准确的测量结果，可以根据待测区域的形状设置多个测量点，具体地，可以根据区域形状与测量点分布信息之间的预设对应关系，以及待测区域的形状，确定待测区域的测量点分布信息，并根据待测区域的尺寸信息和测量点分布信息确定待测区域内的测量点数量以及各个测量点的位置信息，其中，测量点分布信息包括测量点在区域中的分布区域，以及各个分布区域内的测量点密度或者数量。其中，测量点密度是指单位面积内所包含的测量点数量。

区域形状与测量点分布信息之间的对应关系可以由用户根据需要自定义设置，该对应关系可以例如设置为：若待测区域为圆形，则其对应的测量点分布为：圆心附近的测量点数量小(或者密度较小)，靠近待测区域边界处的测量点数量大(或者密度大)。又例如，若待测区域为矩形，则可将该待测区域等分为多个分布区域，每个分布区域内的测量点数量(或者测量点密度)相等。

s103、根据待测区域内的测量点的数量和位置信息调整光谱检测设备射入的光的入射角，以使光谱检测设备射出的光在该待测区域的不同位置聚焦。

在一种可选的实现方式中，可确定待测区域内的测量点的扫描顺序，按照该扫描顺序依次根据每一测量点的位置信息调整光谱检测设备射入的光的入射角，以使光谱检测设备射出的光依次在各个测量点聚焦。

例如，以图2所示的待测区域100及其中的各个测量点示意，可确定这些测量点的扫描顺序为从上到下逐行扫描并对同一行的测量点按照从左到右的顺序逐个扫描，图2中各个测量点对应的阿拉伯数字表示各个测量点的扫描顺序，图2所示的场景为光谱检测设备正在对第33个点(即位于第5行的第1个测量点)进行扫描，以获取第33个点的光谱数据。

在另一种可选的实现方式中，考虑到逐点测量效率高、速度快，但当待测区域内的测量点密度较低时可能存在被测样品的测量结果不完整的问题，而现有的平面扫描测量方式虽然效率高、速度快，但又可能存在混合物中物质含量比例测量不准确的问题，综合测量效率、速度以及测量结果的完整性和准确性等方面，可根据待测区域内的测量点的数量和待测区域的尺寸信息确定待测区域内的测量点密度，根据测量点密度大小选择相应的测量方式。具体地，若待测区域内的测量点密度大于或等于预设阈值，此时待测区域内的测量点较多，被测样品的测量结果相对较完整、准确，因而可采用逐点测量方法，即依次根据每一测量点的位置信息调整光谱检测设备射入的光的入射角，以使光谱检测设备射出的光依次在各个测量点聚焦；若待测区域内的测量点密度小于预设阈值，此时待测区域内的测量点较少，为了保证测量结果的完整性和准确性，可采用点面结合的测量方式，即根据待测区域的尺寸信息和各个测量点的位置信息，将测量区域划分为与测量点的数量相等的多个测量子区域，得到每一测量子区域的尺寸信息，并依次针对每一测量子区域，根据该测量子区域的尺寸信息和预设的平面扫描方式调整光谱检测设备射入的光的入射角，以使光谱检测设备射出的光依次在每一测量子区域的不同位置聚焦。其中，一个测量子区域包含一个测量点，且各个测量子区域之间互不重叠。平面扫描方式可以设置为以下方式中的任一种：利萨如图形(lissajous-figure)扫描、玫瑰线扫描、常规线扫描等。

例如，以图3所示的待测区域200及其各个测量点对应的测量子区域210示意，预设扫描方式为利萨如图形扫描，相应地，针对每一测量子区域，可根据该测量子区域的尺寸信息调整输入至角度扫描机构的电压信号的振幅，并调整该电压信号的频率来实现该测量子区域不同密度的扫描，图3中每一测量子区域210内的曲线表示光谱检测设备对各个测量子区域210的扫描轨迹。

进一步地，通过获取待测区域的各个聚焦处的光谱数据并将获取到的光谱数据与已知物质的光谱数据进行匹配，可以获得被测样品表面不同位置处的物质信息，最后综合汇总各个位置处的物质信息可以得到被测样品所含的物质成分。由于通过光谱数据匹配获得检测结果的具体方式为本领域技术人员公知的，故此处不再详细阐述。

采用上述检测方法，通过获取被测样品表面的待测区域的区域信息，根据区域信息确定待测区域内的测量点的数量和位置信息，并根据测量点的数量和位置信息调整光谱检测设备射入的光的入射角，使光谱检测设备射出的光在待测区域的不同位置聚焦，从而在对被测样品进行光谱检测时，只需通过一次测量便能够获取被测样品不同位置的独立光谱数据，基于不同位置的光谱数据可以准确得到整个被测样品的完整、真实的物质成分信息，有效避免了被测样品物质分布不均导致的测量结果不完整、不准确的问题。并且，通过该检测方法，使得用户无需对被测样品进行多次测量，测量效率高、速度快，适用于大批量的检测作业。

值得说明的是，上述各种方法的步骤划分，只是为了描述清楚，实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分，分解为多个步骤，只要包括相同的逻辑关系，都在本专利的保护范围内。

本公开实施例还提供一种检测装置，该检测装置可应用于上述光谱检测设备，具体地，该检测装置可以是通过软件、硬件或者两者相结合的方式实现上述光谱检测设备中角度扫描机构的控制单元。如图4所示，该装置400可以包括：

获取模块401，用于获取被测样品表面的待测区域的区域信息；

确定模块402，用于根据所述区域信息确定所述待测区域内的测量点的数量和位置信息；

调整模块403，用于根据所述测量点的数量和位置信息调整所述光谱检测设备射入的光的入射角，以使所述光谱检测设备射出的光在所述待测区域的不同位置聚焦。

可选地，所述区域信息包括所述待测区域的形状和尺寸信息；

如图5所示，所述确定模块402包括：

第一确定子模块421，用于根据区域形状与测量点分布信息之间的预设对应关系，以及所述待测区域的形状，确定所述待测区域的测量点分布信息，其中，所述测量点分布信息包括测量点在区域中的分布区域，以及各个所述分布区域内的测量点密度或者数量；

第二确定子模块422，用于根据所述待测区域的尺寸信息和测量点分布信息，确定所述待测区域内的测量点数量以及各个测量点的位置信息。

可选地，所述区域信息包括所述待测区域的尺寸信息；

如图5所示，所述调整模块403包括：

第三确定子模块431，用于根据所述测量点的数量和所述待测区域的尺寸信息，确定所述待测区域内的测量点密度；

第一调整子模块432，用于所述测量点密度大于或等于预设阈值，则依次根据每一所述测量点的位置信息调整所述光谱检测设备射入的光的入射角，以使所述光谱检测设备射出的光依次在各个所述测量点聚焦。

可选地，如图5所示，所述调整模块403还包括：

划分子模块433，用于若所述测量点密度小于所述预设阈值，则根据所述待测区域的尺寸信息和各个所述测量点的位置信息，将所述测量区域划分为与所述测量点的数量相等的多个测量子区域，得到每一所述测量子区域的尺寸信息，其中，一个所述测量子区域包含一个所述测量点，且各个所述测量子区域之间互不重叠；

第二调整子模块434，用于依次针对每一所述测量子区域，根据该测量子区域的尺寸信息和预设的平面扫描方式调整所述光谱检测设备射入的光的入射角，以使所述光谱检测设备射出的光依次在每一所述测量子区域的不同位置聚焦。

关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

另外，本领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。

采用上述检测装置，通过获取被测样品表面的待测区域的区域信息，根据区域信息确定待测区域内的测量点的数量和位置信息，并根据测量点的数量和位置信息调整光谱检测设备射入的光的入射角，使光谱检测设备射出的光在待测区域的不同位置聚焦，从而在对被测样品进行光谱检测时，只需通过一次测量便能够获取被测样品不同位置的独立光谱数据，基于不同位置的光谱数据可以准确得到整个被测样品的完整、真实的物质成分信息，有效避免了被测样品物质分布不均导致的测量结果不完整、不准确的问题。并且，通过该检测方法，使得用户无需对被测样品进行多次测量，测量效率高、速度快，适用于大批量的检测作业。

相应地，本公开实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本公开上述任一实施例所述的检测方法的步骤。

相应地，本公开实施例还提供一种光谱检测设备，包括本公开上述任一实施例所述的检测装置。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。