[发明专利]一种基于颜色传感器的光谱反射率重建方法及系统

权利要求书

1.一种基于颜色传感器的光谱反射率重建系统，其特征在于，包括一颜色传感器、一光谱反射率重建装置和至少一个照明灯板；其中，

所述颜色传感器与所述光谱反射率重建装置相连，并靠近被测物体设置；所有照明灯板均以预定角度间隔地放置于所述颜色传感器四周，并位于同一个圆环上；每一个照明灯板均具有相同的多颗单色光LED灯珠，且每一个照明灯板均倾斜一定角度后，并以同一发射波长照射在被测物体表面上；

所述颜色传感器，用于获取被测物体颜色对应的多个RGB值；其中，所述多个RGB值是所有照明灯板在380nm～720nm可见光范围内选取多个预定波长依次为发射波长照射被测物体表面时，由被测物体颜色分别反映的RGB值；

所述光谱反射率重建装置，用于将所述颜色传感器获取的多个RGB值作为训练数据，计算反射率，并结合预设的反射率带宽校正函数以及预设的拉格朗日插值法，重建多光谱反射率。

2.如权利要求1所述的基于颜色传感器的光谱反射率重建系统，其特征在于，所述照明灯板有四个，且四个所述照明灯板均以90°间隔地放置于所述颜色传感器四周。

3.如权利要求2所述的基于颜色传感器的光谱反射率重建系统，其特征在于，四个所述照明灯板均具有相同的8颗单色光LED灯珠，且四个所述照明灯板均倾斜45°后照射在被测物体表面上。

4.如权利要求3所述的基于颜色传感器的光谱反射率重建系统，其特征在于，所述8颗单色光LED灯珠的预定波长分别为398nm、425nm、477nm、520nm、546nm、608nm、658nm和705nm。

5.一种基于颜色传感器的光谱反射率重建方法，其特征在于，其在如权利要求1～4中任一项所述的基于颜色传感器的光谱反射率重建系统上实现，所述方法包括以下步骤：

步骤S1、光谱反射率重建装置接收颜色传感器获取的多个RGB值；其中，所述多个RGB值为所有照明灯板在380nm～720nm可见光范围内选取多个预定波长依次为发射波长照射被测物体表面时，由被测物体颜色分别反映的RGB值；

步骤S2、所述光谱反射率重建装置将所接收的多个RGB值作为训练数据，计算反射率，并结合预设的反射率带宽校正函数以及预设的拉格朗日插值法，重建多光谱反射率。

6.如权利要求5所述的基于颜色传感器的光谱反射率重建方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：

将所接收的多个RGB值作为训练数据，获得优化系数K_i的值；其中，K_i值可由最小二乘法求得；i为发射波长的选取总数；

根据公式R'＝K_i C_i，计算得到反射率R'；其中，C_i为照明灯板采用第i个发射波长照射被测物体表面时的颜色传感器响应值。

根据公式对反射率进行校正；其中，R(λ_j)为校正后在波长λ_j处的反射率；R_j为校正前在波长j处的反射率；α＝0.083；

基于校正后的反射率，通过拟合相邻的n+1个插值节点获得n次多项式曲线，并计算需要进行插值位置的值来得到预测的多光谱反射率。

7.如权利要求6所述的基于颜色传感器的光谱反射率重建方法，其特征在于，所述基于校正后的反射率，通过拟合相邻的n+1个插值节点获得n次多项式曲线，并计算需要进行插值位置的值来得到预测的多光谱反射率的具体步骤包括：

构造一组基函数：

通过插值函数得到预测的多光谱反射率。