[发明专利]一种光谱共焦位移传感器测距计算方法、系统、装置及存储介质

说明书

本发明涉及一种光谱共焦位移传感器测距计算方法、系统、装置及可读存储介质，通过采集光谱仪感测的光线信息，并将其转换为标准色度系统的三刺激值，进而根据标准色度系统的三刺激值与物镜组焦距的函数关系得到物镜组焦距，解决了现有技术光谱共焦位移传感器在光谱仪感测的光线信息位于已有光谱量程之外时，焦距的测量会产生一定误差的技术问题，达到了在不改变现有光谱共焦位移传感器硬件的情况下，提高光谱共焦位移传感器测距精度的效果。

技术领域

本发明涉及测距技术领域，特别涉及一种光谱共焦位移传感器测距计算方法、系统、装置及存储介质。

背景技术

光谱共焦位移传感器是基于共焦原理采用复色光为光源的传感器,其测量精度能够达到百纳米量级,可用于表面呈漫反射或镜反射的物体的测量。此外,光谱共焦位移传感器还可以对透明物体进行单向厚度测量。由于其在测量位移方面具有高精度的特性，对于单层和多层透明物体,除准确测量该物体位移之外,还可以单方向测量其厚度。同时光谱共焦位移传感器是一种非接触测量位移传感器，具有体积小、精度高、速度快等优点，在先进制造领域应用广泛。

光谱共焦位移传感器在测量过程中对物体表面反射信号的处理是至关重要的一环，目前对于反射进针孔的光信号的处理都是根据已有光色和与之对应的波长长度展开对照查找操作，对于位于已有光谱量程之外的光信号的波长的测量和与之对应的凸透镜焦距的测量之间存在较大的误差。

发明内容

本发明提供一种光谱共焦位移传感器测距计算方法、系统、装置及存储介质，以解决现有技术中存在的光谱共焦位移传感器在光谱量程之外的光信号的测量过程中存在较大误差的技术问题。

本发明解决上述技术问题，本发明提出一种光谱共焦位移传感器测距计算方法，所述光谱共焦位移传感器测距计算方法包括以下步骤：

响应于所述光谱共焦位移传感器的测距请求，光谱仪通过小孔感测到满足共焦条件的光线颜色信息；

将所述光线颜色信息分解为三刺激值信息，并根据预设转换关系将所述光线颜色信息的三刺激值转换为标准色度系统的三刺激值；

根据标准色度系统的三刺激值与物镜组焦距的函数关系及所述标准色度系统的三刺激值得到所述光谱共焦位移传感器与待测物体表面共焦的焦距值，并根据所述焦距值换算得到距离值。

优选地，所述预设转换关系，具体包括：

以R、G、B代表光线颜色信息分解的三刺激值，其中R代表红色、G代表绿色、B代表蓝色，同时以r、g、b代表色度坐标，则：

以X、Y、Z代表标准色度系统的三刺激值，其中，X代表红色、Y代表绿色、Z代表蓝色，同时以x、y、z代表色度坐标，则：

基于预设理想原色的色度坐标表，白点归一之后的三维x、y、z色度图可以得到：

将x、y、z与r、g、b分别以X、Y、Z与R、G、B代换，即可获得光线颜色信息的三刺激值与标准色度系统的三刺激值之间的转换关系。

优选地，所述标准色度系统的三刺激值与焦距的函数关系具体包括：

对不同波长的光进行线性取样，并记录取样光线在所述标准色度系统的三刺激值及在所述物镜组下的焦距；

将所述标准色度系统的三刺激值与对应取样光线的波长进行拟合，获取所述标准色度系统的三刺激值与所述波长的函数关系作为刺激函数，并将所述波长与物镜组焦距进行拟合，获取所述波长与所述物镜组焦距的函数关系作为焦距函数；

将所述刺激函数与所述焦距函数的波长代换掉，得到所述标准色度系统的三刺激值与所述物镜组焦距的函数关系。