【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及激光作用评估，尤其涉及一种高速远程激光作用效果评估系统及方法。
技术介绍
1、随着激光应用技术的发展，激光器与发射系统集成后可广泛应用于远程防御、焊接、熔覆、增材制造、异物清除（高压线悬挂物、冰层、污染物等）等工作领域，为了实现远程且高效地评估激光作用效能，基于光谱与图像识别技术，设计了一种先进的激光作用效果评估系统。该系统能够实时监测目标在受到激光辐照时所发生的物理结构和化学性质变化。通过这种连续监测，系统能够评估激光对目标的作用程度、优化激光作用策略以及决定是否对特定区域继续投射激光能量等，该系统对于提高远程激光装备工作效能具有广阔的应用前景。
2、利用先进的激光作用效果评估技术，优化激光系统应对策略，从而减少激光作用目标所需的功率和辐照时间，进而提高激光系统的工作效率。在现有技术中，传统的毁伤评估方法无法远程高效地进行评估。如公布号cn118351476a、公布日2024年7月16日、专利技术名称为“智能毁伤评估方法、装置、设备、介质及程序产品”的专利技术专利申请揭示了一种传统武器对目标损伤的评估方式，该方法是基于已训练的毁伤评估模型，通过对目标图像和多种传感器数据的特征提取以获取毁伤评估结果。同时也能够利用这些特征训练损伤评估模型。但是，这种系统主要针对传统武器的损伤评估，并不适用于激光辐照过程中的实时效果评价。公布号cn117213315a、公布日2023年12月12日、专利技术名称为“一种雷光结合的激光毁伤无人机效果评估方法”的专利技术专利申请公开了一种无人机目标毁伤效果评估技术，通过分析目
3、鉴于特定应用场景需求，激光作用效果评估系统需要对远距离目标的材料物理与化学属性、内部结构以及在烧蚀过程中发生的形态变化进行更为深入的分析。同时，系统也应具备响应速度快和作用距离远的特性。然而，目前的技术水平还未能达到这样一种综合指导激光装备的作用效果评估系统的要求。
4、然而，存在若干关联技术如温度测量、目标识别、光谱分析用于表面状态探测，以及基于智能学习的分析方法。这些技术可以被整合并用于评定激光对目标造成的烧蚀程度。在激光作用过程中，还应对目标的材质属性、内部结构和形态改变进行实时监测并参照预存的数据库，以评估激光作用效果和预测材料性质在阶段性变化时的所需时间。然而，当前技术在远程监测目标遭受激光烧蚀时所发生的一系列变化，存在明显的不足。激光作用效果评估系统的关联技术主要存在以下几方面不足：
5、（1）响应速度慢。在高强度防御或高精度焊接或清除作业场景中，激光评估系统必须能够迅速做出反应，因为有效的激光辐照通常需要在秒量级或更短的时间窗口内完成。因此，在这一过程中实时捕获并处理大量数据变得极具挑战，由于数据处理和分析需要较长时间，难以做到即时监测目标的烧蚀状况。为提高评估效率，需要预先构建一种大型数据库或目标烧蚀模型，以便通过捕获数据进行快速向量匹配来高效评估烧蚀效果。在光谱信息分析方面，处理庞大的光谱数据集也是极为耗时，因此在已知目标特性后，应采用几种关键谱段进行有针对性的监测，以优化资源使用和分析速度。基于探测到的辐射谱和特征谱数据，可以通过矩阵重构法——一种主流的瞬态吸收光谱全局拟合算法——来获得组分强度和光谱线形。这种方法能够从复杂的光谱数据中提取关键信息，加速对目标烧蚀状态的评估过程。
6、（2）捕获信息不足。在激光烧蚀研究中，实时监测目标物体的温度动态是基本需求。更关键的是，能够实时观测到目标所经历的一系列复杂物理化学转变。通过高速成像技术捕捉的烧蚀图像与光谱分析数据融合，可以更加全面地评估目标在激光作用下的多个烧蚀阶段，例如快速加热、氧化、熔化、以及挥发等。利用光谱数据可以深入剖析在激光作用下目标材料的微观结构变化、相态转换以及热物理性质（如热导率、比热容等）的实时变动。这种对不同烧蚀阶段的识别和材料属性变化的判定，需依赖于一种专门针对激光烧蚀情景的光谱信息数据库。该光谱数据库包含了各种类别目标的阶段性响应数据和烧蚀特征指标，可为激光作用效果评估提供准确的科学依据。
7、（3）数据库不足，缺乏自主学习能力。在激光辐照应用中，系统可能遭遇数据库未预存的未知目标。面对此类情况，系统应具备自主学习功能，能够通过捕获的谱线变化，并参照一般材料的光谱特性，系统能自动判定目标在激光作用下的阶段性行为以及材料属性变化，并进行相应的分类。此外，该系统将光谱信息与成像数据综合分析，生成多组对应不同作用效果的数据集，为后续激光作用过程事件中快速、准确地识别与评估提供必要条件。系统还需要具有动态校正能力，能够即时更新捕获信息与烧蚀结果之间的关联，以提升其识别精度和结果的可靠性。
技术实现思路
1、本专利技术为解决上述问题，提供一种高速远程激光作用效果评估系统及方法。
2、本专利技术第一目的在于提供一种高速远程激光作用效果评估系统，包括：光学系统、光谱仪、分光镜组、探测通道、数据存储模块、智能学习模块、作用效果评估模块；
3、被测物体的可见或红外辐射经过光学系统后，入射至分光镜组；分光镜组包括若干依次排列的分光镜，分光镜接收激光光束后进行分光，并分别输出反射光束和沿透射光路传播的透射光束，反射光束进入探测通道，透射光束进入下一个分光镜；每个分光镜连接一个探测通道，探测通道连接数据存储模块；
4、光谱仪采集最后一个分光镜出射的光束进行光谱数据处理，并将处理后的数据传输至数据存储模块中；
5、高速相机拍摄目标表面的烧蚀形貌并提取特征信息，再转化为具有激光作用特征的一维匹配向量，并传输至数据存储模块；
6、智能学习模块连接数据存储模块，用于对输入的数据进行智能处理、分析并归类；
7、作用效果评估模块接收数据存储模块的数据并进行对比评估，综合给出激光对目标的作用效果。
8、优选的，探测通道由滤光组件和光电探测器组成；反射光束经过滤光组件进行滤光后被光电探测器接收。
9、优选的，滤光组件为滤光片或滤光片轮。
10、优选的，分光镜组包括六块依次排列的分光镜；所述探测通道的数量为六个；第一至四组探测通道由滤光片和光电探测器组成，用于探测物体在激光烧蚀作用过程中所产生的辐射谱；第五至六组探测通道由滤光片轮和光电探测器组成，用于探测物体在激光烧蚀作用过程中所本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高速远程激光作用效果评估系统，其特征在于，包括：光学系统、光谱仪、分光镜组、探测通道、数据存储模块、智能学习模块、作用效果评估模块；
2.根据权利要求1所述的一种高速远程激光作用效果评估系统，其特征在于：所述探测通道由滤光组件和光电探测器组成；反射光束经过滤光组件进行滤光后被光电探测器接收。
3.根据权利要求2所述的一种高速远程激光作用效果评估系统，其特征在于：所述滤光组件为滤光片或滤光片轮。
4.根据权利要求1所述的一种高速远程激光作用效果评估系统，其特征在于：所述分光镜组包括六块依次排列的分光镜；所述探测通道的数量为六个；第一至四组探测通道由滤光片和光电探测器组成，用于探测物体在激光烧蚀作用过程中所产生的辐射谱；第五至六组探测通道由滤光片轮和光电探测器组成，用于探测物体在激光烧蚀作用过程中所产生的特征谱。
5.根据权利要求4所述的一种高速远程激光作用效果评估系统，其特征在于：第一至四组探测通道中的滤光片的中心波长均位于大气透射窗口内，所述滤光片为带通滤光片。
6.根据权利要求5所述的一种高速远程激光作用效果评
7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种高速远程激光作用效果评估系统，其特征在于：所述光谱数据处理包括去背景暗电流、波长标定和绝对辐射强度标定。
8.一种激光作用效果评估方法，利用权利要求1-7任意一项所述的激光作用效果评估系统进行评估，其特征在于，具体包括如下步骤：
9.根据权利要求8所述的一种激光作用效果评估方法，其特征在于：所述步骤S3中使用瞬态吸收光谱全局拟合算法拟合求出辐射谱和特征谱的组分强度以及拟合线形，并传输至数据存储模块的外部数据中。
...【技术特征摘要】
1.一种高速远程激光作用效果评估系统，其特征在于，包括：光学系统、光谱仪、分光镜组、探测通道、数据存储模块、智能学习模块、作用效果评估模块；
2.根据权利要求1所述的一种高速远程激光作用效果评估系统，其特征在于：所述探测通道由滤光组件和光电探测器组成；反射光束经过滤光组件进行滤光后被光电探测器接收。
3.根据权利要求2所述的一种高速远程激光作用效果评估系统，其特征在于：所述滤光组件为滤光片或滤光片轮。
4.根据权利要求1所述的一种高速远程激光作用效果评估系统，其特征在于：所述分光镜组包括六块依次排列的分光镜；所述探测通道的数量为六个；第一至四组探测通道由滤光片和光电探测器组成，用于探测物体在激光烧蚀作用过程中所产生的辐射谱；第五至六组探测通道由滤光片轮和光电探测器组成，用于探测物体在激光烧蚀作用过程中所产生的特征谱。
5.根据权利要求4所述的一种...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑长彬，柳乐，张云峰，郭劲，陈飞，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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