[发明专利]一种样本无需预处理的牡丹花品种分类方法及系统

权利要求书

1.一种样本无需预处理的牡丹花品种分类方法，首先对待分类牡丹花花瓣进行颜色分类；其特征在于：如果颜色分类无法确定类别，将待分类牡丹花花瓣放置在样品移动控制平台(300)上，通过激光诱导击穿光谱系统(200)直接烧蚀待分类牡丹花花瓣的一侧，在待分类牡丹花花瓣的表面生成等离子体，等离子体辐射光经过光谱仪分光，通过光电转换和信号处理得到待分类牡丹花花瓣的成分和含量信息；再根据光谱数据与牡丹花品种光谱数据库进行比较，确定待分类牡丹花的种类。

2.根据权利要求1所述的一种样本无需预处理的牡丹花品种分类方法，其特征在于：所述的颜色分类过程是指：设置牡丹花颜色与种类对应的数据库，通过图像识别系统(100)对待分类牡丹花花瓣进行图像采集，将其图像采集的数据与牡丹花颜色数据库进行比较，得出牡丹花的种类。

3.一种应用权利要求1所述牡丹花品种分类方法的检测系统，其特征在于：包括激光诱导击穿光谱系统(200)、用于放置待分类牡丹花花瓣的样品移动控制平台(300)、电路控制系统(400)以及计算机(PC)；

其中，激光诱导击穿光谱系统(200)包括用于发出激光束的脉冲激光器(202)、用于调整脉冲激光器(202)发出激光束的激光参数控制器(201)、用于调整脉冲激光器(202)发出激光束发散角的扩束镜(203)、用于接收并反射扩束镜(203)输出激光束的全反射镜(204)、将全反射镜(204)输出的激光束进行会聚的聚焦透镜(205)、用于接收待分类牡丹花花瓣等离子体辐射的光收集器(206)、用于传输数据的传输光纤(207)、用于对光收集器(206)输出的激光束进行分光的中阶梯光谱仪(208)、与计算机(PC)连接的光电探测器(209)；

其中，电路控制系统(400)包括信号触发器(401)和脉冲延时发生器(402)；所述的信号触发器(401)与激光参数控制器(201)相连，用于控制触发激光参数控制器(201)；所述的脉冲延时发生器(402)与脉冲激光器(202)和光电探测器(209)相连接，用于调整两者之间的时序控制。

4.根据权利要求3所述的检测系统，其特征在于：还包括用于对待检测牡丹花花瓣进行颜色分类的图像识别系统(100)；

其中，所述的图像识别系统(100)包括成像镜头(101)和CCD相机(102)；其中，成像镜头(101)设置在待分类花瓣的一侧，将放置在样品移动控制平台(300)上的待分类花瓣在CCD相机(102)上成像；该CCD相机(102)与计算机(PC)相连，用于将待分类牡丹花花瓣的颜色信息发送至计算机(PC)内。

5.根据权利要求1所述的检测系统，其特征在于：所述待分类花瓣的样品的光谱数据与牡丹花品种数据库中的相应信息进行比对时，采用标准光谱匹配算法：用待测牡丹花样品的光谱与牡丹花品种数据库中的标准光谱之间的相似度来进行种类识别，其相似程度用两光谱间夹角来表征，θ越小，表示两个光谱越相似；

将光谱在所有波长处的响应作为一矢量，两矢量间夹角θ定义为：

其中表示待测光谱矢量，表示标准光谱矢量。