[发明专利]一种颜色识别传感器模块和颜色识别方法

权利要求书

1.一种颜色识别传感器模块的颜色识别方法，其特征是，一种颜色识别传感器模块，包括单片机以及分别与单片机连接通信的颜色识别传感器芯片和LED白光光源；

所述LED白光光源由单片机控制产生白光光源，从而为待测物体提供白光环境；

所述颜色识别传感器芯片由单片机控制采集待测物体及其检测环境的颜色信息；

所述单片机获取所述待测物体的颜色信息进行数据处理，判断得到待测物体的颜色识别结果；

所述待测物体及其检测环境的颜色信息包括：LED白光光源关闭状态下的环境光RGB信号，以及待测物体在白光环境中的RGB信号；

所述单片机对待测物体的颜色信息进行数据处理包括：以待测物体在白光环境中的RGB信号值与环境光RGB信号值的差值，作为待测物体的RGB信号值；对所述待测物体的RGB信号值进行白平衡校正，得到待测物体的颜色RGB值即颜色识别结果；

所述颜色识别传感器芯片型号为TCS34725，所述颜色传感器芯片和所述单片机通过扩展接口IIC连接，所述LED白光光源采用具有PWM驱动功能的单片机IO引脚控制；

单片机的通信接口包括Uart接口；

包括：

利用LED白光光源和颜色传感器芯片进行白平衡校正，得到白平衡指数；

获取待测物体及其检测环境的颜色信息，基于所述白平衡指数，对获取到的颜色信息进行处理，得到白平衡校正后的待测物体的颜色RGB值；

通过HSB颜色空间变换方法提取待测物体颜色RGB值中的颜色特征值；

将提取的颜色特征值分别与预先存储的样本色集中样本的颜色特征值进行比较，并根据比较结果判断待测物体的颜色；

所述白平衡校正的方法是：在LED白光照射下，通过距离控制和/或LED光源强度控制，使采集到的标准白色信号强度达到预设合适指标范围，得到各颜色分量的白平衡指数；

所述距离控制和/或LED光源强度控制包括：通过颜色传感器芯片采集标准白色RGB分量信号值，将RGB分量最小的信号值除以255，得到RGB信号最小分量的分辨值res；将传感器探头前端与待测物体颜色表面的距离控制在5-15mm，调节LED光源强度，使res在1-10div，对应采集到的标准白色信号强度即达到合适指标范围；

所述获取待测物体的颜色RGB值的方法是：关闭LED白光光源，通过颜色传感器芯片对环境光进行数据采集，生成环境光RGB信号值；打开LED白光光源，通过颜色传感器芯片对待测物体进行数据采集，得到白光环境中待测物体的RGB信号初值；白光环境中待测物体的RGB信号初值分别对应减去环境光RGB信号值，得到待测物体的RGB信号值；对所述待测物体的RGB信号值进行白平衡校正，得到待测物体的颜色RGB值；

所述判断待测物体的颜色的方法是：

首先判断对应待测物体颜色的明度B是否在阈值有效范围内，明度B阈值有效范围是10%~90%；

当明度B满足阈值有效范围时，计算待测物体颜色的色相H和饱和度S与存储的样本色集中各个样本色的色相H和饱和度S的笛卡尔平面距离，得到距离数组；

选取距离数组中取值最小的距离所对应的样本色作为待测物体的颜色；

或，所述判断待测物体的颜色的方法是：

判断对应待测物体颜色的明度B是否在阈值有效范围内，明度B阈值有效范围是10%~90%；

当明度B满足阈值有效范围时，判断对应待测物体颜色的饱和度S是否在阈值有效范围内，饱和度S阈值有效范围是10%~90%；

当饱和度S满足阈值有效范围时，计算待测物体颜色的色相H与存储的样本色集中各个样本色的色相H的差，得到差值数组；

选取差值数组中最小绝对值所对应的样本色作为待测物体的颜色。