获取特征光谱位置的系统和方法_3

文档序号:8359658阅读:来源:国知局
征光谱位置的方法第一优选实施例流程示意图;
[0066]所述获取特征光谱位置的方法包括如下步骤:
[0067]SlO:光谱接收模块接收特征光谱信号,并将所述特征光谱信号发送至控制模块;
[0068]S20:控制模块根据所述特征光谱信号的大小生成控制信号,控制电机模块带动螺旋轨道电阻和光谱接收模块运动;
[0069]S30:当所述电机模块停止运动时,控制模块获得螺旋轨道电阻的输出电阻值,根据所述输出电阻值获取特征光谱的位置。
[0070]所述光谱接收模块设置为能够接收所述特征光谱信号的光电二极管,所述光电二极管能够接收所述特征光谱信号并将其转化为电信号,并将转化后的电信号发送至所述控制模块;在初始状态下,所述光谱接收模块设置于所述特征光谱的初始位置,且在优选情况下,所述光谱接收模块的中心位置与所述特征光谱的初始位置的中心位置重合,刚好接收到全部的所述特征光谱信号。在一个实施例中,假设所述特征光谱信号与周围光谱信号相比为弱信号,则此时,所述光谱接收模块接收到的特征光谱信号大小最小。同时,由于所述特征光谱会随待测物的变化而移动,即所述光谱接收模块接收到的特征光谱信号的大小会发生改变,当所述控制模块判断出所述的大小超过预设范围时,会根据所述特征光谱信号大小生成对应的控制信号,控制所述电机模块驱动所述光谱接收模块运动,直到所述光谱接收模块接收到的所述特征光谱信号的大小在预设范围内,即检测到所述特征光谱信号移动的最终位置;因此,所述光谱接收模块还与所述电机模块机械连接,在所述电机模块的驱动下,动态的接收所述特征光谱。
[0071]同时,由于所述螺旋轨道电阻亦与所述控制模块电连接,以及与所述电机模块机械连接,当所述控制模块判断出所述的大小超过预设范围时,会根据所述特征光谱信号的大小生成对应的控制信号,控制所述电机模块同时驱动所述螺旋轨道电阻运动以改变所述螺旋轨道电阻的输出电阻值,直到所述光谱接收模块接收到的所述特征光谱信号的大小在预设范围内,即检测到所述特征光谱信号移动的最终位置,也得到最终位置对应的输出电阻值。所述控制模块根据所述螺旋轨道电阻的输出电阻值的变化计算所述特征光谱对应的位置值,具体是指,所述特征光谱信号的位置与所述输出电阻之间有线性关系,根据两点确定一条直线的原理,若已知初始位置、初始输出电阻以及最终输出电阻,即可得出最终位置值。
[0072]所述电机模块中的电机优选为步进电机,所述步进电机的步长越小,测量精度越高。在设计时应综合考虑系统测量精度的要求。在本实施例测量特征光谱位置的测量系统中,可选择步长为0.5°或0.75°的步进电机。在对测量精度要求更加精密的测量系统中,所述在所述电机模块之前可设置一级或多级减速器,以进一步提高整个测量系统的测量精度。
[0073]本发明实施例通过光谱接收模块接收特征光谱信号,并将所述特征光谱信号发送至所述控制模块;控制模块根据所述特征光谱信号生成控制信号控制所述电机模块带动所述螺旋轨道电阻和所述光谱接收模块运动,螺旋轨道电阻在所述电机模块的驱动下运动以改变所述螺旋轨道电阻的输出电阻值,光谱接收模块在所述电机模块的驱动下,动态的接收所述特征光谱控制模块以改变控制信号,控制模块根据所述螺旋轨道电阻的输出电阻值的变化计算所述特征光谱对应的位置值,从而准确获取特征光谱位置。
[0074]参照图7,图7为本发明获取特征光谱位置的方法第二优选实施例流程示意图;
[0075]在其中一个实施例中,基于图6所示的获取特征光谱位置的方法第一优选实施例,在所述光谱接收模块获取特征光谱信号的步骤之前还包括如下步骤:
[0076]S40:聚光模块聚集所述特征光谱信号。
[0077]在所述光谱接收模块获取特征光谱信号的步骤之前,所述聚光模块对所述特征光谱信号进行聚集,使得散射的所述特征光谱信号聚拢,以克服所述特征光谱信号的光线散射和干涉等问题,使测量的所述特征光谱信号最大量的被所述光谱接收模块接收,提高测量系统的精确度,该聚光模块可以采用聚光镜、凹凸透镜和LED灯杯等具有聚光作用的装置。优选地,所述聚光模块与所述光谱接收模块集成于一体,与所述光谱接收模块一起在所述电机模块的驱动下运动,提高整个过程中所述光谱接收模块对所述特征光谱信号的吸收率,提高测量精度。
[0078]参照图8,图8为图6所示步骤S20的细化流程示意图;
[0079]在其中一个实施例中,基于图6所示的获取特征光谱位置的方法第一优选实施例,所述控制模块根据所述特征光谱信号的大小生成控制信号,控制电机模块带动螺旋轨道电阻和所述光谱接收模块运动的步骤包括:
[0080]S201:所述控制模块根据所述特征光谱信号的大小生成控制信号,根据所述控制信号控制所述电机模块,所述电机模块驱动螺旋轨道电阻的电阻配合体运动;所述电阻配合体带动所述电阻指针在所述电阻本体表面沿所述第一螺纹移动;
[0081]S202:所述控制模块根据所述特征光谱信号的大小生成控制信号,控制所述电机带动光谱接收模块运动。
[0082]参照图3、图4,所述螺旋轨道电阻40包括电阻本体401、电阻配合体402和电阻指针403(图3中未示出,参照图4):
[0083]所述电阻本体401表面设置有第一螺纹4011 ;所述电阻配合体402设置有与所述第一螺纹4011啮合的第二螺纹4021 ;所述电阻指针403的第一端4031与所述电阻本体401 (具体指4011)表面接触,所述电阻指针403的第二端4032固定于所述电阻配合体401 (具体指4021)上。所述电阻本体401和所述电阻配合体402可以设置为螺杆和螺纹的结构,电阻本体401设置为类似螺杆的结构,电阻本体401表面设置有第一螺纹4011,电阻配合体402设置为类似螺帽的结构,电阻配合体402上设置有与第一螺纹4011啮合的第二螺纹4021,电阻指针403的第一端4031与电阻本体401表面接触,电阻指针403的第二端4032固定于电阻配合体402上。所述螺旋轨道电阻工作时,可以通过外力驱动所述电阻本体401转动,电阻本体401驱动所述电阻配合体402带动所述电阻指针403在所述电阻本体401表面沿所述第一螺纹4011移动,以改变所述螺旋轨道电阻的输出电阻值,在本发明实施例中,通过电机模块驱动所述电阻本体401转动,电阻本体401驱动所述电阻配合体402带动所述电阻指针403在所述电阻本体401表面沿所述第一螺纹4011移动,以改变所述螺旋轨道电阻的输出电阻值。所述螺旋轨道电阻工作时,还可以通过外力直接驱动所述电阻配合体402转动,带动所述电阻指针403在所述电阻本体401表面沿所述第一螺纹4011移动,以改变所述螺旋轨道电阻的输出电阻值。
[0084]参照图5,所述螺旋轨道电阻的电阻本体401与所述电机模块30机械连接,所述电机模块30驱动所述电阻本体401运动(转动);所述电阻本体401驱动所述电阻配合体402带动所述电阻指针(图中未示出,位于电阻本体401与电阻配合体402的结合处)在所述电阻本体401表面沿所述第一螺纹移动,以改变所述螺旋轨道电阻40的输出电阻值。所述光谱接收模块10设置于所述电阻配合体402上,所述螺旋轨道电阻的电阻本体401与所述电机模块30机械连接,所述电机模块30驱动所述电阻本体401运动,所述电阻本体401驱动所述电阻配合体402带动所述光谱接收模块10运动。
[0085]由于所述特征光谱会随待测物的变化而移动,即所述光谱接收模块接收到的特征光谱信号的大小会发生改变,当所述控制模块判断出所述的大小超过预设范围时,会根据所述特征光谱信号大小生成对应的控制信号,控制所述电机模块驱动所述光谱接收模块运动,直到所述光谱接收模块接收到的所述特征光谱信号的大小在预设范围内,即检测到所述特征光谱信号移动的最终位置;因此,所述光谱接收模块还与所述电机模块机械连接,在所述电机模块的驱动下,动态的接收所述特征光谱。
[0086]同时,由于所述螺旋轨道电阻亦与所述控制模块电连接,以及与所述电机
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