基于智能手机的便携光谱测量系统研究

发布时间：2021-11-09 12:51

　　如今,照明与显示设备蓬勃发展,LED灯具、VR设备、电视屏幕等发光器件都需要进行相关的光学检测。其中最主要的检测设备就是光谱仪,利用光谱仪对光源进行光谱测量,就可以得到光源的光学参数。如今的主流光谱仪,存在价格高昂、设备庞大、操作繁琐等缺点,其余的小型光谱仪也存在价格过高、需与电脑相连、数据处理不便的问题。在日常生活中,移动式的便携光谱测量可以被广泛的使用于灯具的光源检测、超市的食品检测等应用场景,但因为光谱仪的成本、体积等因素制约并未实际推广。本文针对现有光谱测量仪器中的不足之处,开发了一种基于智能手机进行光谱测量的便携系统。该系统利用智能手机中的摄像头与CPU很好的代替了光谱仪中的探测器与上位机,有效降低了硬件成本。通过图像算法解决不同型号手机对测试装置的适配问题,实现了图像处理和测试装置的分离,方便携带。采用成像式光路配合手机图像算法可以实现不同场景下实时实地快速光谱测试。研究的具体内容为:1.设计并搭建智能手机光谱测量装置。该装置由入射狭缝、平凸透镜、反射式闪耀光栅、柱面透镜、标准白板构成。入射狭缝用于滤除目标光源外的杂散光,平凸透镜用于将入射光准直为平行光,闪耀光栅将平行光色... 

【文章来源】：厦门大学福建省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 光谱测量概述
        1.1.1 光谱测量历史
        1.1.2 光谱测量原理
        1.1.3 光色度学参数
    1.2 智能手机概述
        1.2.1 智能手机发展历史
        1.2.2 智能手机实验室的研究概述
    1.3 选题依据及研究内容
第二章 光谱仪与智能手机构造原理
    2.1 引言
    2.2 光谱仪简介
        2.2.1 光谱仪组成结构
        2.2.2 光谱仪性能参数
        2.2.3 光谱仪元件参数
    2.3 智能手机结构及光学应用
        2.3.1 智能手机硬件构造
        2.3.2 Android系统架构
        2.3.3 智能手机光学应用
    2.4 本章小结
第三章 基于Android手机的光学外设搭建及软件编写
    3.1 引言
    3.2 硬件设计
        3.2.1 设计目标与外设装置结构
        3.2.2 光路结构与原理
    3.3 软件编写
        3.3.1 软件框架流程
        3.3.2 相机
        3.3.3 光谱分析
        3.3.4 历史相册
        3.3.5 设置
    3.4 本章小结
第四章 OpenCV图像处理与实验验证
    4.1 引言
    4.2 OpenCV光谱图像处理
        4.2.1 Android与OpenCV中的像素数据与内存管理
        4.2.2 Canny边缘检测与图像裁剪
    4.3 光谱标定
        4.3.1 波长标定
        4.3.2 强度标定
    4.4 实验验证
    4.5 本章小结
第五章 总结与展望
参考文献
硕士期间发表成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]电磁感应现象及其应用例谈[J]. 张智严.  中国新通信. 2019(01)
[2]光谱学的早期发展史及其意义[J]. 高海,吕仕儒.  山西大同大学学报(自然科学版). 2018(06)
[3]发现物理中波动与波动光学的美[J]. 庆书呈.  科学技术创新. 2018(30)
[4]中国智能硬件进化简史[J]. 陆平,黎文娟.  互联网经济. 2018(08)
[5]1816年7月:菲涅耳对于光波动理论的证据[J]. 萧如珀,杨信男.  现代物理知识. 2018(04)
[6]光学元件偏振参数的测量方法及装置[J]. 刘明强.  大学物理. 2018(04)
[7]通过智能手机发展历史解析新产品定价策略[J]. 赵雨.  现代营销(下旬刊). 2018(01)
[8]波动光学综合测试仪的设计和测量原理[J]. 李淑青,王若渊,党亚男,景银兰.  实验室研究与探索. 2017(03)
[9]基于Wollaston棱镜的图像复分快照式成像光谱仪设计[J]. 裴琳琳,相里斌,刘扬阳,吕群波,邵晓鹏.  光谱学与光谱分析. 2016(12)
[10]罗兰光栅在光谱仪中对接收能量的影响分析[J]. 周辉,张善文,崔继承,王玮,赵旭龙,李晓天.  光学技术. 2016(05)

博士论文
[1]微型光谱仪关键技术及其应用研究[D]. 刘康.浙江大学 2013

硕士论文
[1]基于手机的光谱仪数据传输及处理[D]. 刘跃.哈尔滨工业大学 2017
[2]基于Android平台光谱数据处理分析软件的实现[D]. 肖河.昆明理工大学 2016
[3]CCD火花直读光谱仪光机结构设计[D]. 陈希.华中科技大学 2016
[4]便携式光纤光谱仪光学系统设计与分析[D]. 张国栋.西安电子科技大学 2013



本文编号：3485380