[发明专利]一种基于颜色识别的待测液浓度定量检测方法

权利要求书

1.一种基于颜色识别的待测液浓度定量检测方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤S1，将待测液融入检测物，待测液在检测物内发生颜色反应；所述检测物为小孔径硝酸纤维试纸；

步骤S2，计算步骤S1中颜色反应时间，保证颜色反应充分进行，确定检测物内的颜色反应区域，在检测物内的颜色反应区域周边布置多块颜色组块；所述颜色组块包括用于辅助计算照射光色度值的颜色块、用于辅助计算照射光亮度值的颜色块、用于验证照射光计算结果正确性的颜色块和用于注册并定位颜色组块对应关系的颜色块；

步骤S3，利用传感器设备获取颜色反应区域和颜色组块的漫反射光信息；

步骤S4，通过图像识别技术定位颜色反应区域和各个颜色组块所对应的信息，并将漫反射光信息转换为特定色彩空间下的颜色坐标；

步骤S5，通过光学原理，将颜色反应区域和颜色组块漫反射信息、环境光照以及其他外部因素等效推算为一等效环境光照；

步骤S6，判断等效环境光照是否符合要求，等效环境光照符合要求则进入下一步骤，等效环境光照不符合要求，则需改善等效环境光照，重新判断，直至符合要求；对于测得等效环境光照照射光谱E(λ)与反射光谱集S(λ)＝[S₁(λ),S₂(λ),...,S_i(λ),...]^T，i→∞，则测试程序可以进行下去的必要条件是：对任意的反射光谱的范数满足：

||E(λ),S_i(λ)||_*1+||E(λ),S_i(λ)||_*2＝n_d+n_l≤δ_d+δ_l＝δ_es

否则，等效环境光照照射光中所具有的可反射光亮度不够，无法为待测物浓度测试提供足够的依据；其中，范数n_d指示照射光谱与反射光谱的匹配度，若其数值大于δ_d，则意味着当前等效光照中的主波峰与变色区主反射波峰的距离过大，探取到的颜色不能用作浓度判断；范数n_l指示照射光在变色区祝反射波峰段的光功率分布情况，若其数值大于δ_l，则意味着光照强度过暗，无法提供有效测试结果；

步骤S7，计算颜色反应区域标准颜色；

步骤S8，通过颜色反应区域标准颜色与待测液浓度的对应关系计算待测液浓度，输出结果。

2.如权利要求1所述的基于颜色识别的待测液浓度定量检测方法，其特征在于，所述步骤S2中，颜色组块固化在颜色反应区域边上，或仅在观测时置于颜色反应区域周边，以保证颜色组块与颜色反应区域在观测时处于相同的环境；所述颜色组块与颜色反应区域的相对位置的确定通过卡槽、滑槽和锁扣实现。

3.如权利要求2所述的基于颜色识别的待测液浓度定量检测方法，其特征在于，所述颜色组块与颜色反应区域同位于观测范围内，颜色反应区域放置于卡槽内，卡槽放置于观测范围中间，颜色组块呈矩阵式分布于卡槽两边，颜色组块和卡槽以观测范围中心呈中心对称分布。

4.如权利要求1所述的基于颜色识别的待测液浓度定量检测方法，其特征在于，所述步骤S5中，由于物体不可能反射出未曾照射其上的光亮，在等效环境光下颜色被认为是环境光照的一个明科夫斯基范数比，其遵循计算式：

其中，[r_e,g_e,b_e]^T为等效环境光照的RGB颜色值坐标，[μ_p(R_p),μ_p(G_p),μ_p(B_p)]^T为颜色组块在等效环境光照下的实测RGB坐标的p阶明科夫斯基范数，N为成功测得的颜色组块数目，M_n为第n个颜色块被细分的最小区块的个数，f(n,m)为以n，m标记的最小区块上的RGB加权灰度值，R(n,m)、G(n,m)和B(n,m)分别是以n，m标记的最小区块上的RGB坐标值。