[发明专利]基于激光诱导击穿光谱的金属牌号鉴定方法

权利要求书

1.基于激光诱导击穿光谱的金属牌号鉴定方法，其特征在于包括以下步骤：

离线牌号鉴定模型的建立步骤：根据牌号库中各牌号分析元素浓度区间，生成随机样本并进行标准化，使用标准化后的随机样本数据集训练牌号鉴定模型，得到离线牌号浓度鉴定模型；

实际金属牌号鉴定的步骤：对待测样品的LIBS光谱强度数据进行预处理和定量分析得到待测样品化学组成元素浓度，与离线牌号鉴定模型进行比对从而得到鉴定结果。

2.根据权利要求1所述的一种基于激光诱导击穿光谱的金属牌号鉴定方法，其特征在于，所述离线牌号鉴定模型的建立步骤包括：

获取牌号库中各牌号分析元素浓度区间；

按比例扩展各牌号分析元素浓度区间；

根据新的浓度区间范围生成随机样本；

对随机样本浓度进行标准化；

使用标准化后的随机样本数据集训练牌号鉴定模型，得到离线牌号浓度鉴定模型。

3.根据权利要求1所述的一种基于激光诱导击穿光谱的金属牌号鉴定方法，其特征在于，所述实际金属牌号鉴定的步骤包括：

利用激光诱导击穿光谱的方法获取待测样品的LIBS光谱强度数据；

对原始LIBS光谱强度数据进行预处理，获取归一化后的光谱强度数据；

对归一化后的光谱强度数据进行定量分析，得到待测样品化学组成元素浓度；

使用离线牌号浓度鉴定模型对定量分析结果进行牌号浓度比对鉴定，输出鉴定结果。

4.根据权利要求2所述的一种基于激光诱导击穿光谱的金属牌号鉴定方法，其特征在于，所述根据新的浓度区间范围生成随机样本是采用均匀分布生成随机样本。

5.根据权利要求2所述的一种基于激光诱导击穿光谱的金属牌号鉴定方法，其特征在于，所述对随机样本浓度进行标准化，具体为：对生成的随机样本的数据集进行标准化，使数据在每个元素维度上的取值范围均在[-1,1]之间。

6.根据权利要求1或2所述的一种基于激光诱导击穿光谱的金属牌号鉴定方法，其特征在于，所述牌号鉴定模型为支持向量机SVM模型。

7.根据权利要求3所述的一种基于激光诱导击穿光谱的金属牌号鉴定方法，其特征在于，所述对原始LIBS光谱强度数据进行预处理，获取归一化后的光谱强度数据为：

光谱筛选：对原始数据集中的每张光谱计算其全谱强度和，然后根据阈值范围对全谱强度和对光谱进行异常点处理，剔除掉光谱强度和过低或过高的异常光谱；

归一化：对光谱筛选后的光谱数据使用其全谱强度和进行归一化，以补偿光谱强度的波动，计算公式如下：

其中，I′_j表示归一化处理后的光谱强度数据，I_j表示波长j对应的光谱筛选后的原始光谱强度，I_s表示光谱筛选后的原始光谱的全谱强度和。

8.根据权利要求3所述的一种基于激光诱导击穿光谱的金属牌号鉴定方法，其特征在于，所述对归一化后的光谱强度数据进行定量分析包括：使用金属标准样品建立定量分析模型，利用定量分析模型分析归一化处理后的光谱强度数据，从而得到待测样品化学组成元素浓度。

9.根据权利要求8所述的一种基于激光诱导击穿光谱的金属牌号鉴定方法，其特征在于，所述金属标准样品选择时，应使其各参考元素浓度能够覆盖牌号库中各牌号参考元素浓度范围。

10.根据权利要求8所述的一种基于激光诱导击穿光谱的金属牌号鉴定方法，其特征在于，所述定量分析模型为偏最小二乘模型。