【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光谱成像领域，尤其是涉及一种基于成像高光谱的实时断面水质检测方法及装置。
技术介绍
1、光谱仪不仅能够获得地物的空间分布信息还能同步获得其光谱信息用于分析物质成分，在农业病虫害检测、林业树种识别、水环境检测等领域发挥着重要作用。
2、在水质检测中，光谱成像技术主要用于检测水体中的有机物、无机物、微生物等污染物。通过对光谱数据的分析，可以判断水体中是否存在这些污染物，并可以确定它们的浓度和分布情况。
3、目前的高光谱成像仪普遍存在反射率实时计算困难，易受环境光变化影响；传统的处理方式需要在数据采集过程中通常需要放置反射率板靶标，环境光采集器等辅助设备，尤其水面的监测实施难度更大，要采集到理想的数据相对困难；并且在数据处理过程中由于需要对多个仪器产生的数据进行综合处理，往往会带来精度上的损失；从而影响数据结果的准确性。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术方案高光谱水质监测系统反射率计算困难、监测点少、系统误差大、监测点不明确以及容易漏检的问题，提供了一种基于成像高光谱的实时断面水质检测方法及装置，能够解决因环境变化或其它因素造成的光谱波长漂移，通过获得实时反射率数据并输入算法模型中确定水质检测结果。
2、第一方面，本公开实施例提供了一种基于成像高光谱的实时断面水质检测方法，该方法包括：
3、确定高光谱成像仪的光纤束响应位置，并调整高光谱成像仪的目标曝光时间；
4、在无光照条件下基于响应位置和目标曝
5、根据处理数据在光谱维度进行运算以生成反射率数据，根据反射率数据反演水质参数；
6、根据水质参数实时生成水质检测结果。
7、可选的，方法，还包括：在指定校准环境通过高光谱成像仪采集光谱数据，并确定与指定校准环境对应的标准数据；基于预设算法确定光谱数据与标准数据的波长漂移值，并根据波长漂移值对高光谱成像仪进行校准。
8、可选的，确定高光谱成像仪的光纤束响应位置，包括：将光纤束放置于指定位置，并依次将光纤束作为目标光纤束，其中，光纤束的数量至少为一个；在指定测试环境确定目标光纤束在高光谱成像仪中对应的光斑位置；将光斑位置作为响应位置。
9、可选的，确定高光谱成像仪的目标曝光时间，包括：获取高光谱成像仪指定通道对应的目标光谱辐亮度；获取预设的曝光时间清单，其中，曝光时间清单包括各光谱辐亮度对应的曝光时间；通过曝光时间清单对目标光谱辐亮度进行匹配，以获取与目标光谱辐亮度匹配的目标曝光时间。
10、可选的，对采集数据进行处理以生成处理数据，包括：确定光纤束的实际数量，根据实际数量确定采集数据中的目标列数据；计算采集数据中除目标列数据的各其他列数据对应的数据均值；通过数据均值对采集数据中的目标列数据进行替换，以生成处理数据。
11、可选的，根据处理数据在光谱维度进行运算以生成反射率数据，根据反射率数据反演水质参数，包括：将处理数据代入指定算法中进行光谱维度运算以生成反射率数据；将反射率数据和目标列数据输入预设算法模型，以获取模型输出的水质参数。
12、可选的，根据水质参数实时生成水质检测结果，包括：当水质参数超出对应的水质参数阈值区间时，确定水质参数为异常水质参数；当水质参数满足对应的水质参数阈值区间时，确定水质参数为正常水质参数；将正常水质参数和异常水质参数作为水质检测结果。
13、第二方面，本公开实施例还提供了一种基于成像高光谱的实时断面水质检测装置，该装置包括：
14、响应位置和曝光时间确定模块，用于确定高光谱成像仪的光纤束响应位置，并确定高光谱成像仪的曝光时间；
15、采集数据处理模块，用于在无光照条件下基于响应位置和曝光时间获取待测水面的采集数据，对采集数据进行处理以生成处理数据；
16、反射率及水质参数确定模块，用于根据处理数据在光谱维度进行运算以生成反射率数据，根据反射率数据反演水质参数；
17、水质检测结果确定模块，用于根据水质参数实时生成水质检测结果。
18、第三方面，本公开实施例还提供了一种电子设备，该电子设备包括：
19、至少一个处理器；以及
20、与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
21、当存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，计算机程序被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行如本公开任意实施例的一种基于成像高光谱的实时断面水质检测方法。
22、第四方面，本公开实施例提供了一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本公开任意实施例的一种基于成像高光谱的实时断面水质检测方法。
23、应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本专利技术的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本专利技术的范围。本专利技术的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
24、因此，本专利技术有如下有益效果：
25、1.可以进行断面监测，覆盖范围更广，监测范围可调整。
26、2.具备自动在线校准功能，使仪器可以长期获得较为精确的数据。
27、3.具备自动曝光功能，使仪器可以工作在各种光照环境中。
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1.一种基于成像高光谱的实时断面水质检测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于成像高光谱的实时断面水质检测方法，其特征在于，所述方法，还包括：
3.根据权利要求1所述的一种基于成像高光谱的实时断面水质检测方法，其特征在于，所述确定高光谱成像仪的光纤束响应位置，包括：
4.根据权利要求1所述的一种基于成像高光谱的实时断面水质检测方法，其特征在于，所述调整所述高光谱成像仪的目标曝光时间，包括：
5.根据权利要求3所述的一种基于成像高光谱的实时断面水质检测方法，其特征在于，所述对所述采集数据进行处理以生成处理数据，包括：
6.根据权利要求5所述的一种基于成像高光谱的实时断面水质检测方法，其特征在于，所述根据所述处理数据在光谱维度进行运算以生成反射率数据，根据所述反射率数据反演水质参数，包括：
7.根据权利要求1所述的一种基于成像高光谱的实时断面水质检测方法，其特征在于，所述根据所述水质参数实时生成水质检测结果，包括：
8.一种基于成像高光谱的实时断面水质检测装置，其特征在于，包括：<...
【技术特征摘要】
1.一种基于成像高光谱的实时断面水质检测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于成像高光谱的实时断面水质检测方法，其特征在于，所述方法，还包括：
3.根据权利要求1所述的一种基于成像高光谱的实时断面水质检测方法，其特征在于，所述确定高光谱成像仪的光纤束响应位置，包括：
4.根据权利要求1所述的一种基于成像高光谱的实时断面水质检测方法，其特征在于，所述调整所述高光谱成像仪的目标曝光时间，包括：
5.根据权利要求3所述的一种基于成像高光谱的实时断面水质检测方法，其特征在于，所述对所述采集数据进行处理以生成处理数据，包括：
6...
【专利技术属性】
技术研发人员：崔帅，潘明忠，丁琦，王瑜，
申请(专利权)人：杭州高谱成像技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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