[发明专利]物体表面颜色测量装置与方法

权利要求书

1.一种物体表面颜色测量装置，其特征在于该装置由光投影模块（1），数码相机（2）、控制处理模块（3）、控制线（4）、传输线（5）组成，各部件的连接关系是：所述光投影模块（1）通过控制线（4）与控制处理模块（3）相连，所述数码相机（2）通过传输线（5）与控制处理模块（3）相连，由所述控制处理模块（3）指令光投影模块（1）对待测物体（6）进行时序红绿蓝照明，由所述控制处理模块（3）指令数码相机（2）采集待测物体（6）在红绿蓝三种照明状态下的图像，数码相机（2）采集到的图像经由传输线（5）返回控制处理模块（3）进行储存分析，所述控制处理模块（3）具有图像采集接口、光源控制接口与图像处理软件。

2.根据权利要求1所述的物体表面颜色测量装置，其特征在于所述的光投影模块（1）包括红光激光光源（11）、绿光激光光源（12）、蓝光激光光源（13），所述的红光激光光源（11）出射的光束分别经红光光束整形装置（14）、红光光束消散斑装置（17）和第一反射镜（20）射入合色棱镜（21），所述的绿光激光光源（12）出射的光束分别经绿光光束整形装置（15）、绿光光束消散斑装置（18）射入合色棱镜（21），所述的蓝光激光光源（13）出射的蓝光光束经蓝光光束整形装置（16）、蓝光光束消散斑装置（19）和第二反射镜（22）射入合色棱镜（21），经所述的合色棱镜（21）整合为同路光束出射，该光束经中继透镜（23）、空间光调制器（24）、投影镜头（25）投射至待测物体（6）表面。所述的光投影模块（1）中还包括其他部件，诸如：电路板、机械结构、散热装置等。

3.根据权利要求1所述的物体表面颜色测量装置，其特征在于所述的光投影模块（1）包括红光LED光源（31）、绿光LED光源（32）、蓝光LED光源（33），所述的红光LED光源（31）出射的光经红光光束整形装置（34）整形后透过第一二向色镜（37）第二二向色镜（38）进入分光棱镜（39），所述的绿光LED光源（32）出射的绿光经绿光光束整形装置（35）、第一二向色镜（37）反射、透过第二二向色镜（38）进入分光棱镜（39），所述的蓝光LED光源（33）出射的蓝光经蓝光光束整形装置（36）、第二二向色镜（38）反射进入所述的分光棱镜（39），三者合成为同路光束经分光棱镜（39）、空间光调制器（40）、投影镜头（25）投射至待测物体（6）表面。所述的光投影模块（1）中还包括其他部件，诸如：电路板、机械结构、散热装置等。

4.利用权利要求1所述的物体表面颜色测量装置进行物体表面颜色测量方法，其特征在于该方法包括利用色品坐标已知的标准色卡对测量装置进行标定，实测待测物体（6）对红绿蓝三色光照明的反射情况，对比标准色卡与待测物体（6）对红绿蓝三色光照明的反射情况确定待测物体（6）的表面颜色。

5.根据权利要求4所述的物体表面颜色测量方法，其特征在于所述的利用色品坐标已知的标准色卡对系统进行标定，步骤如下：

①开启所述的光投影模块（1）的红色光源照明所述的已知色品坐标为(x(λ),y(λ),z(λ))的标准色卡，所述的数码相机（2）采集红光照明下标准色卡的数字图像I_R(λ)并储存在控制处理模块（3），关闭红光光源；

②保持所述的光投影模块（1）、标准色卡与数码相机（2）相对位置不变，开启光投影模块（1）的绿色光源照明标准色卡，所述的数码相机（2）采集绿光照明下标准色卡的数字图像I_G(λ)并储存在控制处理模块（3），关闭绿光光源；

③保持所述的光投影模块（1）、标准色卡与数码相机（2）相对位置不变，开启光投影模块（1）的蓝色光源照明标准色卡，所述的数码相机（2）采集蓝光照明下标准色卡的数字图像I_B(λ)并储存在控制处理模块（3），关闭蓝光光源；

④所述的控制处理模块（3）储存数码相机采集的标准色卡在红、绿、蓝三色照明下亮度图像I_R(λ)，I(λ)_G，I(λ)_B，标准色卡色品坐标(x(λ),y(λ),z(λ))与标准色卡红绿蓝图像亮度值I_R(λ)，I(λ)_G，I(λ)_B之间存在对应关系；

⑤更换若干个色品坐标已知的其他颜色的标准色卡，重复①～④步，建立若干个颜色色品坐标与红绿蓝图像亮度值之间的对应关系，利用该数据建立起颜色色品坐标与红绿蓝图像亮度值之间的函数关系。

6.根据权利要求4所述的物体表面颜色测量方法，其特征在于所述的实测待测物体（6）对红、绿、蓝三色光照明的反射情况的步骤如下：

①开启所述的光投影模块（1）的红色光源照明待测物体（6），所述的数码相机（2）采集红光照明下待测物体（6）的数字图像并储存在控制处理模块（3），关闭红光光源；

②保持所述的光投影模块（1）、待测物体（6）与数码相机（2）相对位置不变，开启光投影模块（1）的绿色光源照明待测物体（6），所述的数码相机（2）采集绿光照明下待测物体（6）的数字图像并储存在控制处理模块（3），关闭绿光光源；

③保持所述的光投影模块（1）、待测物体（6）与数码相机（2）相对位置不变，开启光投影模块（1）的蓝色光源照明待测物体（6），所述的数码相机（2）采集蓝光照明下待测物体（6）的数字图像并储存在控制处理模块（3），关闭蓝光光源；

④待测物体（6）红绿蓝三色图像中需测量区域内某像素红、绿、蓝亮度值分别为通过色品坐标(x(λ),y(λ),z(λ))与红绿蓝图像亮度值I_R(λ)，I(λ)_G，I(λ)_B之间的函数关系，检索出该像素色品坐标；

⑤重复第④步直至获取需要测量区域内各像素的色品坐标。