[发明专利]光谱共焦传感器标定方法、系统、设备及可读存储介质

说明书

本申请涉及传感器技术领域，提供一种光谱共焦传感器标定方法、系统、终端设备及可读存储介质，其方法包括：获取标定数据组，所述标定数据组包括N个标定数据，每个所述标定数据包括被测物件的位置数据及光谱共焦传感器采集的峰值波长，N表示整数；确定第k个所述标定数据对应的最优分段拟合曲线，所述最优分段拟合曲线在第k个所述标定数据处拟合误差最小，k＝1、2、3…N；根据第k个所述最优分段拟合曲线确定所述标定数据组中每个标定数据对应的最优分段拟合曲线。实施本申请，有效解决了现有分段拟合方法不同分段无法包含相同的样本数据以及无法保证分段内所有样本数据的拟合误差均较小的问题，有利于提高拟合精度。

技术领域

本申请涉及传感器技术领域，尤其提供一种光谱共焦传感器标定方法、系统、设备及可读存储介质。

背景技术

光谱共焦传感器是一种非接触式位移传感器，具有测量精度高、响应速度快、稳定性好等优点，可用于测量精密零件尺寸、透明物体厚度、凹槽深度等，目前已在航空、电子、医药等领域发挥着重要作用，发展前景广阔。

它在共焦传感器的基础上，利用物镜的位置色差，将复色光中不同波长的单色光聚焦在不同的轴向位置，实现波长与位置的一一对应。当存在被测物体时，测量光照射到被测物体表面后被反射回来，此时只有聚焦在被测物体表面的单色光满足共焦条件，其大部分能量可以通过共焦小孔被光谱仪探测到，而其余在被测物体表面处于离焦状态的单色光则大部分能量被共焦小孔所阻挡，无法被光谱仪探测到。那么在光谱信号中，峰值波长对应的就是聚焦在被测物体表面的单色光波长。通过预先标定被测物体位置和峰值波长的对应关系，在实际测量的时候，即可通过探测峰值波长得到被测物体的位置，进而实现位移测量或厚度测量。

可见，精确标定位置及峰值波长关系是光谱共焦传感器实现精密测量的基础。现有技术中精度比较高的是通过分段曲线拟合的方式标定位置及峰值波长关系。分段曲线拟合的方式根据拟合误差尽可能小的准则对数据点进行分段，然后在每个分段内进行曲线拟合，可以达到较好的拟合效果。

但是，这种技术也存在一些不足：第一，确定了一个分段后，在确定下一个分段时无法包含上一个分段的数据点，可能会错过拟合误差更小的分段；第二，对每个分段进行曲线拟合，考虑的是分段内所有数据点的整体拟合误差较小，没有考虑每个数据点的拟合误差是否较小，如果某个数据点拟合误差较大，则在测量时将位于该数据点波长附近的峰值波长代入计算时，位置误差也较大。

发明内容

本申请的目的在于提供一种光谱共焦传感器标定方法、系统、设备及存储介质，旨在解决现有的问题，即不同分段无法包含相同的数据点以及无法保证分段内每个数据点的拟合误差较小。

为实现上述目的，本申请采用的技术方案是：

第一方面，本申请提供了一种光谱共焦传感器标定方法，所述光谱共焦传感器标定方法应用于服务节点，所述光谱共焦传感器标定方法包括：获取标定数据组，所述标定数据组包括N个标定数据，每个所述标定数据包括被测物件的位置数据及光谱共焦传感器采集的峰值波长，N表示整数；确定第k个所述标定数据对应的最优分段拟合曲线，所述最优分段拟合曲线在第k个所述标定数据处拟合误差最小，k＝1、2、3…N；根据第k个所述最优分段拟合曲线确定所述标定数据组中每个标定数据对应的最优分段拟合曲线。

在一个实施例中，所述获取标定数据组包括：获取光谱共焦传感器所采集的第二预设数量的样本数据；按峰值波长由小到大对所述样本数据进行排序，生成样本数据序列；按照所述样本数据序列的排列顺序，从所述样本数据序列中选取N个所述样本数据作为标定数据组。

在一个实施例中，所述确定第k个所述标定数据对应的最优分段拟合曲线，包括：确定第k个所述标定数据对应的多个候选拟合区间，每个所述候选拟合区间包含第一数量的样本数据；对所述第一数量的样本数据进行拟合，得到对应的所述候选拟合区间对应的候选拟合曲线；从所述候选拟合曲线中确定第k个所述标定数据对应的所述最优分段拟合曲线。