CN108369190B - 一种物质检测方法、装置及设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施方式公开了一种物质检测方法，包括：发射第一激光至待检测物质；接收从待检测物质反射的第二激光，计算与所述待检测物质的距离后根据所述距离进行对焦；接收对焦后从所述待检测物质反射的第三激光，对所述第三激光的强度进行测量，并根据测量得到的所述第三激光的强度实时对发射的激光参数进行调节。本发明实施例通过接收器接收反射的激光，能够通过TOF自动对焦并能通过反射光强自动调节激光参数。另一方面，根据连续数据采集的相似度比较，在因物体吸热造成的激光脉冲间隙自动加大时，可防止因时间拉长造成移动等误操作而使非待测物体也被混入拉曼光谱数据中，或者因高温发生化学变化造成的测试结果错误，对用户体验有明显的提升。

Description

一种物质检测方法、装置及设备

技术领域

本发明实施方式涉及电子技术领域，特别是涉及一种物质检测方法、装置及设备。

背景技术

拉曼光谱仪主要适用于科研院所、高等院校物理和化学实验室、生物及医学领域等光学方面，研究物质成分的判定与确认；还可以应用于刑侦及珠宝行业进行毒品的检测及宝石的鉴定。该仪器以其结构简单、操作简便、测量快速高效准确，以低波数测量能力著称；采用共焦光路设计以获得更高分辨率，可对样品表面进行um级的微区检测，也可用此进行显微影像测量。

当前拉曼光谱仪的传感器的激光发射装置一般来说都是功率固定(或手动调节)，焦距固定的恒定光，也就是说，在检测物质时，必须调整距离以使物质正好位于镜头焦距上。在实现本发明实施例的过程中，发明人发现相关技术至少存在以下问题：一方面，如果遇到较深颜色的物体或者燃点较低的物体，由于激光聚光的热效应，很可能直接将被测物质点燃，甚至引发火灾。另一方面，如果儿童拿到了，激光直射可能对眼睛造成严重的不可逆的伤害。当前拉曼光谱仪的传感器主要还是专业领域由专业人员使用，此问题还不是很明显，但未来两年内，随着成本的大幅降低，拉曼光谱仪将大量进入民用市场，届时该问题将凸显，成为一个阻碍行业发展的大问题。

发明内容

本发明实施方式提供一种物质检测方法、装置及设备，能够根据被检测物质的特性调节脉冲间隙，用户体验佳。

为解决上述技术问题，第一方面，本发明实施方式采用的一个技术方案是：提供一种物质检测方法，应用于物质检测设备，包括：

发射第一激光至待检测物质；

接收从待检测物质反射的第二激光，计算与所述待检测物质的距离后根据所述距离进行对焦；

接收对焦后从所述待检测物质反射的第三激光，对所述第三激光的强度进行测量，并根据测量得到的所述第三激光的强度对发射的激光参数进行调节，所述参数包括：激光强度或激光脉冲间隙。

其中，所述计算与待检测物质的距离包括：

通过计算发出所述第一激光与接收所述第二激光的时间差或相位差，然后将所述时间差或相位差换算成距离。

其中，所述接收对焦后从所述待检测物质反射的第三激光之后，还包括：

根据TOF判断所述第三激光是否为从焦点反射回来的激光，如是则对所述第三激光的强度进行测量。

其中，所述根据所述第三激光的强度对所述发射的激光的参数进行调节包括：

检测到所述第三激光的强度小于预设阈值时，将所述发射的激光开启时长与关闭时长的比例调小。

其中，所述根据测量得到的所述第三激光的强度对发射的激光参数进行调节之后，还包括：

接收器继续接收从待检测物质反射的激光，对所述反射的激光的强度进行实时测量，同时拉曼光路收集实时拉曼光谱，将接收得到的后一帧激光的拉曼光谱与前一帧激光的拉曼光谱进行对比，如两次测量得到的拉曼光谱的相似度高于预设阈值，且当前积分时长已经达到要求，则根据所述拉曼光谱确定所述待检测物质的名称。如果积分时长未达到要求，则继续收集拉曼光谱，并实时调节激光参数。而如果相似度低于预设阈值，则应提示用户重新开始检测。

其中，所述第一激光为脉冲波形的平行激光或单一强度平行激光。

第二方面，本发明实施方式采用的一个技术方案是：提供一种物质检测装置，包括：

激光发射模块，用于控制传感器发射第一激光至待检测物质；

对焦模块，用于根据接收的从待检测物质反射的第二激光计算与待检测物质的距离，然后根据所述距离控制镜头进行对焦；

调节模块，用于根据接收的对焦后从待检测物质反射的第三激光，对所述第三激光的强度进行测量，并根据测量得到的所述第三激光的强度对发射的激光参数进行调节，所述参数包括：激光强度或激光脉冲间隙。

其中，所述对焦模块进一步用于：

通过计算发出所述第一激光与接收所述第二激光的时间差或相位差，然后将所述时间差或相位差换算成距离。

其中，所述调节模块还用于：

根据TOF判断所述第三激光是否为从焦点反射回来的激光，如是则对所述第三激光的强度进行测量。

其中，所述调节模块进一步用于：

检测到所述第三激光的强度小于预设阈值时，将所述发射的激光开启时长与关闭时长的占比调小。

其中，所述调节模块还用于：

接收器继续接收从待检测物质反射的激光，对所述反射的激光的强度进行实时测量，同时拉曼光路收集实时拉曼光谱，将接收得到的后一帧激光的拉曼光谱与前一帧激光的拉曼光谱进行对比，如两次测量得到的拉曼光谱的相似度高于预设阈值，且当前积分时长已经达到要求，则根据所述拉曼光谱确定所述待检测物质的名称。如果积分时长未达到要求，则继续收集拉曼光谱，并实时调节激光参数。而如果相似度低于预设阈值，则应提示用户重新开始检测。

其中，所述第一激光为脉冲波形的平行激光或单一强度平行激光。

第三方面，本发明实施方式采用的一个技术方案是：提供一种物质检测设备，包括：

至少一个处理器；

一个镜头；

以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器、传感器、以及接收器；

其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如上所述的方法；所述传感器用于发出第一激光；所述镜头用于将传感器发出的所述第一激光进行聚焦；接收器用于接收从待检测物质中反射回来的第二激光。

第四方面，本发明实施方式采用的一个技术方案是：提供一种非易失性计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，当所述计算机可执行指令被物质检测设备执行时，使所述电子设备执行如上所述的方法。

区别于现有技术，本发明实施例通过激光接收器接收反射的激光，能够通过TOF自动对焦并能通过反射光强自动调节激光脉冲的时间间隙，既增加了用户使用的便利性，又保证了汇聚激光使用的安全性。另一方面，因为连续数据采集的相似度比较，在因物体吸热造成的激光脉冲间隙自动加大时，可防止时间拉长，用户手的移动造成非待测物体也被混入拉曼光谱数据中，也就防止了误操作，对用户体验有明显的提升。

附图说明

图1是本发明提供的物质检测仪的测距原理示意图；

图2是本发明提供的物质检测仪发出的激光波形的示意图；

图3是本发明提供的应用场景示意图；

图4是本发明实施例提供的一种物质检测方法的流程图；

图5是本发明实施例提供的一种物质检测装置的结构框图；

图6是本发明提供的一种物质检测设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及本发明实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体本发明实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参阅图1，本发明实施例通过物质检测设备的传感器进行测距。该物质检测设备包括：传感器、接收器以及镜头。传感器本身就会发射激光，发出的激光能够从镜头的透镜中射出。但为了能够测距并自动对焦，在镜头旁(或镜头内侧)配备一接收器，以通过TOF(Timeof Flight，飞行时间测距法)或其他方法来判定距离。

此处的接收器既要能够得到时间信息也要能够得到光强信息。测距为现有技术，通过TOF即可得到图1中OA的直线距离。而光强信息可由接收器的光电信号直接得到，进而可根据反射光强度调整激光脉冲的间隙和/或功率。

参阅图2，本发明实施例的通过物质检测设备的传感器发出的激光为脉冲波的形式，而非恒定激光。处于t0时段时传感器处于工作状态，发出的激光具有高能量。而处于t1时段时，传感器处于关闭状态。以此类推，当后续的波形与t0时段的波形相同时，传感器处于工作状态，当与t1时段的波形相同时，传感器处于关闭状态。当t1时段为零时，则此时激光发出的波形为单一强度恒定光。

图3是本发明实施例提供一种物质检测方法的可能应用场景。在一些可能应用场景，如图3所示，该应用场景包括拉曼检测仪1及待检测物质2。拉曼检测仪1发射平行激光至待检测物质2。物质检测仪开启后，镜头的默认设置为发出平行光，不聚焦。将镜头对着待检测物质，接收在用户界面上触发的开始检测信号后，发出平行激光，发出的平行激光为图2所示的脉冲波形式的激光。接着，拉曼检测仪1接收从待检测物质2反射的激光，计算与待检测物质2的距离后进行对焦。对焦时，拉曼检测仪1的镜头与待检测物质2的距离应保持在一定范围内，超出自动对焦范围将无法正确检测。拉曼检测仪1接收对焦后从待检测物质2反射的激光，对该激光的强度进行测量，并根据该激光强度进行发射激光强度的调节。此调节为实时动态的调节，如果在t0时段拉曼检测仪1接收到的焦点光强小于预设阈值，发出的激光将被关闭，并提示用户，以防止物体被点燃或造成潜在安全隐患。拉曼检测仪1在接收到从待检测物质2反射的激光时，还可以实时采集散射光，也就是拉曼光谱。根据匹配算法确定此拉曼光谱对应的物质名称并告知用户。

现有技术中，拉曼检测仪1发出的激光强度不能够根据待检测物质进行自动的调节，这样一来，容易造成：1、如果遇到较深颜色的物体或者燃点较低的物体，由于激光聚光的热效应，很可能直接将被测物质点燃，甚至引发火灾。2、如果儿童拿到了，激光直射可能对眼睛造成严重的不可逆的伤害。

请再参阅图3，在本发明实施例提供的可能应用场景中，拉曼检测仪1接收反射的激光，能够自动对焦并能通过反射光强自动调节激光脉冲的时间间隙，既增加了用户使用的便利性，又保证了汇聚激光使用的安全性。另一方面，因为连续数据采集的相似度比较，在因物体吸热造成的激光脉冲间隙自动加大时，可防止因时间拉长造成用户手的移动等使得非待测物体也被混入拉曼光谱数据中，也就防止了误操作，对用户体验有明显的提升。

参阅图4，在一个实施例中，利用物质检测设备进行物质检测时的一种物质检测方法，该方法的执行主体为物质检测设备，所述方法包括：

步骤41：发射第一激光至待检测物质。

物质检测设备开启后，镜头的默认设置为发出平行光，不聚焦。具体步骤包括：镜头对着待检测物质，接收在用户界面上触发的开始检测信号后，发出平行的第一激光。发出的平行激光为图2所示的脉冲波形式的激光，初始情况t1预设为0，或者t0和t1为预设为试验后的固定数据。例如，接收点击用户界面上的开始检测的按键后，开始进行检测，发出脉冲间隙为t0的激光。

步骤42：接收从待检测物质反射的第二激光，计算与所述待检测物质的距离后根据所述距离进行对焦。

在进行对待检测物质进行检测时，物质检测设备的镜头需进行对焦。进行对焦时，距离不可过远，应在一定范围内，例如1-10cm。由于对焦距离有限，物质检测设备的镜头与待检测物质的距离应保持在一定范围内，超出自动对焦范围将无法正确检测。如果待检测物质是液体，此时不能够根据检测出的距离进行自动对焦，即使是基于图像的对焦，也因为没有明显对比度的差异，自动对焦很难成功，因此在对液体进行检测时，可发出提示，提示用户手动调节焦距并可锁死。

接收器实时接收反射的激光，根据TOF计算出待测物体与镜头的距离。具体为：镜头内的传感器通过计算激光发射和反射的时间差或相位差，然后换算成距离。如果计算得出的距离在对焦范围内，则根据计算的距离实时自动调整镜头的AF对焦模块使激光能够准确对焦到待检测物质上。如果计算得出的距离超过自动对焦范围，则可进行提示用户将待测物体置于固定距离区间内重新开始测量，重复步骤42。如果接收不到反射激光，说明此时镜头可能对着较远的地方，如对着天空，应提示用户将待测物体置于固定距离区间内重新开始测量，重复步骤41。

步骤43：接收对焦后从所述待检测物质反射的第三激光，对所述第三激光的强度进行测量，并根据测量得到的所述第三激光的强度对发射的激光参数进行调节，所述参数包括：激光强度或激光脉冲间隙。

镜头进行对焦后，接收器对此时在对焦点位置的反射激光光强进行测量。如果待检测物质是白色则强反射，如是黑色则弱反射，其他颜色物质的反射强度介于白色物质与黑色物质之间。通过发出的激光的光路TOF标定，每个激光的光子从发出到焦点再反射，其TOF必然是确定数值，如果来自非焦点的光子，TOF必然不同，因此可根据接收反射的光子的TOF进行判断是否是从焦点处反射的激光，再对反射的激光进行光强的测量。可选地，该TOF可取一定范围的值，以容忍一定对焦误差。

进行测量后根据得到的光强信息实时调节如图2所示的脉冲波形中t0与t1的占比，以防止深色的待检测物质吸热燃烧或者在高温下发生化学反应。

进行调节时，假设激光的发射强度为x流明,接收器得到的激光光强为y流明,则可能按照如下方式计算占比：

t0/(t0+t1)＝n*y/x；

假设t0+t1为固定设定值，其中n为线性比例系数。

实际采用何种最佳对应关系，需要根据具体设备经过实验得出，此处不做限定。此计算为实时动态的调节，如果在t0时段接收器接收到的焦点光强小于预设阈值，发出的激光将被关闭，并提示用户，以防止物体被点燃或造成潜在安全隐患。接收到的焦点光强小于预设阈值的情况包括但不限于：聚焦到颜色很深的物体，或者悬空状态，或者物体不在对焦点上。

由于激光脉冲时隙的变化，并依据光学信噪比与积分时间的开方成正比的原理，物质检测的时间也会相应延长，此时根据激光脉冲中t0与t1占比提示用户剩余的时长。正常检测小于1s，脉冲变化后有可能需要3-5s。

进行激光强度进行调节时，则相应的调节发射的激光的功率。将发射的激光的功率进行调大或调小。

根据测量得到的第三激光的强度对发射的激光参数进行调节之后，接收器继续接收从待检测物质反射的激光，对反射的激光的强度进行实时测量，并实时调节发射激光参数。同时实时采集散射光，也就是拉曼光谱(通过标准的拉曼检测方法，物质反射和散射的激光延激光发射路径返回，通过二向色片和滤光片组提取出拉曼光谱并积分获得最终的拉曼谱线)。将测量得到的后一帧拉曼光谱与前一帧拉曼光谱可进行对比，如果两次测量得到的拉曼光谱的相似度低于预设阈值，可则判定在测量过程中对焦点发生了变化或者物质本身出现了变化，此时可提示用户待检测物质出现了变化，由用户决定是否重新开始检测。例如，在0.5s时对桌子上的灰色粉末进行对焦并测量光强，因不小心在0.6s时激光发射到了桌子上；又或者，物体因温度过高在激光照射过程中发生了化学反应，生成了新的物质。而如果相似度高于设定阈值，且当前检测的积分时长已经达到要求，收集到了足够多的信息，则结束此次测试，激光关闭，根据匹配算法确定此拉曼光谱对应的物质名称并告知用户。

可选地，如果检测的积分时长不够，信息还未收集够，且当前为手动固定焦距，在t0时段时重复步骤43，如果当前为自动对焦，在t0时段重复步骤42、43，继续信息的收集。上述手动固定焦距或者自动对焦时，如果进入t1时段则等待下一个t0时间点。

本发明实施例通过激光接收器接收反射的激光，能够通过TOF自动对焦并能通过反射光强自动调节激光脉冲的时间间隙，既增加了用户使用的便利性，又保证了汇聚激光使用的安全性。另一方面，因为连续数据采集的相似度比较，在因物体吸热造成的激光脉冲间隙自动加大时，可防止在恒定激光照射下的深色的被测物体吸热燃烧或者在高温下发生化学反应，改为脉冲防止热量堆积，用户手的移动造成非待测物体也被混入拉曼光谱数据中，也就防止了误操作，对用户体验有明显的提升。

参阅图5，在另一个实施例中，用于进行物质检测的一种物质检测装置，该装置包括：激光发射模块51、对焦模块52以及调节模块53，激光发射模块51控制传感器发射第一激光至待检测物质，对焦模块52根据接收的从待检测物质反射的第二激光计算与待检测物质的距离，然后控制镜头进行对焦，接着，调节模块53根据接收的对焦后从待检测物质反射的第三激光，对该第三激光的强度进行测量，并根据该激光强度进行发射激光强度的调节。

具体的：

激光发射模块51，用于控制传感器发射第一激光至待检测物质。

物质检测装置开启后，光学镜头的默认设置为发出平行光，不聚焦。具体步骤包括：镜头对着待检测物质，接收在用户界面上触发的开始检测信号后，激光发射模块51控制传感器发射平行激光至待检测物质。发出的平行激光为图2所示的脉冲波形式的激光，初始情况t1预设为0，或者t0和t1为预设为试验后的固定数据。例如，接收点击用户界面上的开始检测的按键后，开始进行检测，发出脉冲间隙为t0的激光。

对焦模块52，用于根据接收的从待检测物质反射的第二激光计算与待检测物质的距离，然后根据所述距离控制镜头进行对焦。

物质检测装置在进行对待检测物质进行检测时，物质检测装置的镜头需进行对焦。镜头进行对焦时，距离不可过远，应在一定范围内，例如1-10cm。由于对焦距离有限，物质检测装置的镜头与待检测物质的距离应保持在一定范围内，超出自动对焦范围将无法正确检测。如果待检测物质是液体，此时不能够根据检测出的距离进行自动对焦，即使是基于图像的对焦，也因为没有明显对比度的差异，自动对焦很难成功，因此在对液体进行检测时，可发出提示，提示用户手动调节焦距并可锁死。

对焦模块52对接收器实时接收反射的激光，根据TOF计算出待测物体与镜头的距离。具体为：镜头内的传感器通过计算激光发射和反射的时间差或相位差，然后换算成距离。如果计算得出的距离在对焦范围内，则根据计算的距离实时自动调整镜头的AF对焦模块使激光能够准确对焦到待检测物质上。如果计算得出的距离超过自动对焦范围，则可进行提示用户将待测物体置于固定距离区间内重新开始测量。如果接收不到反射激光，说明此时镜头可能对着较远的地方，如对着天空，应提示用户将待测物体置于固定距离区间内重新开始测量。

调节模块53，用于用于根据接收的对焦后从待检测物质反射的第三激光，对所述第三激光的强度进行测量，并根据测量得到的所述第三激光的强度实时对发射的激光参数进行调节，所述参数包括：激光强度或激光脉冲间隙。

镜头进行对焦后，接收器对此时在对焦点位置的反射激光光强进行测量。如果待检测物质是白色则强反射，如是黑色则弱反射，其他颜色物质的反射强度介于白色物质与黑色物质之间。调节模块53通过发出的激光的光路TOF标定，每个激光的光子从发出到焦点再反射，其TOF必然是确定数值，如果来自非焦点的光子，TOF必然不同，因此可根据接收反射的光子的TOF进行判断是否是反射的激光，再对反射的激光进行光强的测量。可选地，该TOF可取一定范围的值，以容忍一定对焦误差。

调节模块53进行测量后并根据得到的光强信息实时调节如图2所示的脉冲波形中t0与t1的占比，以防止深色的待检测物质吸热燃烧或者在高温下发生化学反应。

进行调节时，假设激光的发射强度为x流明,接收器得到的激光光强为y流明,则可能按照如下方式计算占比：

t0/(t0+t1)＝n*y/x；(假设t0+t1为固定设定值)其中n为线性比例系数。

实际采用何种对应关系为最佳需要根据具体设备经过实验得出，此处不做限定。此计算为实时动态的调节，如果在t0时段接收器接收到的焦点光强小于预设阈值，关闭发出的激光将，并提示用户，以防止物体被点燃或造成潜在安全隐患。接收到的焦点光强小于预设阈值的情况包括但不限于：聚焦到颜色很深的物体，或者悬空状态，或者物体不在对焦点上。

由于激光脉冲时隙的变化，并依据光学信噪比与积分时间的开方成正比的原理，物质检测的时间也会相应延长，此时了根据激光脉冲中t0与t1占比提示用户剩余的时长。正常检测小于1s，脉冲变化后有可能需要3-5s。

进行激光强度进行调节时，则相应的调节发射的激光的功率。将发射的激光的功率进行调大或调小。

调节模块53根据测量得到的第三激光的强度对发射的激光参数进行调节之后，继续接收从待检测物质反射的激光，进行反射的激光的强度进行实时测量时，可测量得到反射激光的实时拉曼光谱。此时不再是接收器接收，而是通过标准的拉曼检测方法，物质反射和散射的激光延激光发射路径返回，通过二向色片和滤光片组提取出拉曼光谱并积分获得最终的拉曼谱线。将测量得到的后一帧激光的拉曼光谱与前一帧激光的拉曼光谱可进行对比，如果两次测量得到的拉曼光谱的相似度低于预设阈值，可则判定在测量过程中对焦点发生了变化或者物质本身出现了变化，此时可提示用户待检测物质出现了变化，由用户决定是否重新开始检测。例如，在0.5s时对桌子上的灰色粉末进行对焦并测量光强，因不小心在0.6s时激光发射到了桌子上；又或者，物体因温度过高在激光照射过程中发生了化学反应，生成了新的物质。而如果相似度高于设定阈值，且当前检测的积分时长已经达到要求，收集到了足够多的信息，则结束此次测试，激光关闭，根据匹配算法确定此拉曼光谱对应的物质名称并告知用户。

可选地，如果检测的积分时长不够，信息还未收集够，且当前为手动固定焦距，在t0时段时通过调节模块53对发射的激光的参数进行调节，如果当前为自动对焦，在t0时段重复通过对焦模块52进行对焦，并通过调节模块53对发射的激光的参数进行调节，继续信息的收集。上述手动固定焦距或者自动对焦时，如果进入t1时段则等待下一个t0时间点。

本发明实施例通过激光接收器接收反射的激光，能够通过TOF自动对焦并能通过反射光强自动调节激光脉冲的时间间隙，既增加了用户使用的便利性，又保证了汇聚激光使用的安全性。另一方面，根据连续数据采集的相似度比较，在因物体吸热造成的激光脉冲间隙自动加大时，可防止因时间拉长造成用户手在检测过程中移动等误操作而使非待测物体也被混入拉曼光谱数据中，或者待测物体因高温发生化学变化造成的测试结果错误现象，对用户体验有明显的提升。

参阅图6，本发明再一个实施例提供的一种物质检测设备60的硬件结构示意图，如图6所示，该物质检测设备60包括：

一个或多个处理器61、存储器62、传感器63、镜头64以及接收器65，图6中以一个处理器61为例。

处理器61、存储器62、传感器63以及接收器65可以通过总线或者其他方式连接，图6中以通过总线连接为例。

存储器62作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块。处理器61通过运行存储在存储器62中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现上述的一种物质检测方法。

存储器62可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据物质检测装置的使用所创建的数据等。此外，存储器62可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。

所述一个或者多个模块存储在所述存储器62中，当被所述一个或者多个处理器61执行时，执行上述的物质检测方法。

传感器63用于发出平行激光。镜头64用于将传感器发出的平行激光进行聚焦。接收器65用于接收从待检测物质中反射回来的激光。

上述产品可执行本发明实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明实施例所提供的方法。

本发明实施例提供了一种非易失性计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被一个或多个处理器执行，例如图6中的一个处理器61，可使得上述一个或多个处理器可执行上述方法中的物质检测方法。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

通过以上的实施方式的描述，本领域普通技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory,ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory,RAM)等。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种物质检测方法，应用于物质检测设备，其特征在于，包括：

发射第一激光至待检测物质；

接收从待检测物质反射的第二激光，计算与所述待检测物质的距离后根据所述距离进行对焦；接收对焦后从所述待检测物质反射的第三激光，根据TOF判断所述第三激光是否为从焦点反射回来的激光，如是则对所述第三激光的强度进行测量，并根据测量得到的所述第三激光的强度实时对发射的激光参数进行调节，所述参数包括激光强度或激光脉冲间隙；

接收器继续接收从待检测物质反射的激光，对所述反射的激光的强度进行实时测量，并且同时通过拉曼光路实时采集所述发射的激光照射到待测物体上时的散射光，也就是拉曼光谱，将接收得到的后一帧激光的拉曼光谱与前一帧激光的拉曼光谱进行对比，如两次测量得到的拉曼光谱的相似度高于预设阈值，且当前积分时长已经达到要求，则根据所述拉曼光谱确定所述待检测物质的名称；如果积分时长未达到要求，则继续收集拉曼光谱，并实时调节激光参数；而如果相似度低于预设阈值，则提示用户重新开始检测；

其中，根据测量得到的所述第三激光的强度实时对发射的激光脉冲间隙进行调节，计算公式为：

t0/(t0+t1)＝n*y/x；

x为第一激光的发射强度；y为第三激光的光强，t0+t1为固定设定值，其中n为线性比例系数，t0为发出的第一激光为高能量激光的时段，t1为发出的第一激光的激光强度为0的时段；

其中，根据测量得到的所述第三激光的强度实时对发射的激光强度进行调节，包括：

其中，如果在t0时段接收到的所述第三激光的光强小于预设阈值，则关闭所述第一激光，t0为发出的第一激光为高能量激光的时段。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算与待检测物质的距离包括：

通过计算发出所述第一激光与接收所述第二激光的时间差或相位差，然后将所述时间差或相位差换算成距离。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第三激光的强度对所述发射的激光参数进行调节包括：

检测到所述第三激光的强度小于预设阈值时，将所述发射的激光开启时长与关闭时长的比例调小。

4.一种物质检测装置，其特征在于，包括：

激光发射模块，用于控制传感器发射第一激光至待检测物质；

对焦模块，用于根据接收的从待检测物质反射的第二激光计算与待检测物质的距离，然后根据所述距离控制镜头进行对焦；

调节模块，用于根据接收的对焦后从待检测物质反射的第三激光，根据TOF判断所述第三激光是否为从焦点反射回来的激光，如是则对所述第三激光的强度进行测量，并根据测量得到的所述第三激光的强度对发射的激光参数进行调节，所述参数包括：激光强度或激光脉冲间隙；接收器继续接收从待检测物质反射的激光，对所述反射的激光的强度进行实时测量，并且同时通过拉曼光路实时采集所述发射的激光照射到待测物体上时的散射光，也就是拉曼光谱，将接收得到的后一帧激光的拉曼光谱与前一帧激光的拉曼光谱进行对比，如两次测量得到的拉曼光谱的相似度高于预设阈值，且当前积分时长已经达到要求，则根据所述拉曼光谱确定所述待检测物质的名称；如果积分时长未达到要求，则继续收集拉曼光谱，并实时调节激光参数；而如果相似度低于预设阈值，则提示用户重新开始检测；

其中，根据测量得到的所述第三激光的强度实时对发射的激光脉冲间隙进行调节，计算公式为：

t0/(t0+t1)＝n*y/x；

x为第一激光的发射强度；y为第三激光的光强，t0+t1为固定设定值，其中n为线性比例系数，t0为发出的第一激光为高能量激光的时段，t1为发出的第一激光的激光强度为0的时段；

其中，根据测量得到的所述第三激光的强度实时对发射的激光强度进行调节，包括：

其中，如果在t0时段接收到的所述第三激光的光强小于预设阈值，则关闭所述第一激光，t0为发出的第一激光为高能量激光的时段。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述对焦模块进一步用于：

通过计算发出所述第一激光与接收所述第二激光的时间差或相位差，然后将所述时间差或相位差换算成距离。

6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述调节模块进一步用于：

检测到所述第三激光的强度小于预设阈值时，将所述发射的激光开启时长与关闭时长的占比调小。

7.一种物质检测设备，其特征在于，包括：

至少一个处理器；

一个镜头；

以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器、传感器、以及接收器；

其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-3任一项所述的方法；所述传感器用于发出第一激光；所述镜头用于将传感器发出的所述第一激光进行聚焦；接收器用于接收从待检测物质中反射回来的第二激光和第三激光。

8.一种非易失性计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，当所述计算机可执行指令被物质检测设备执行时，使所述物质检测设备执行权利要求1-3任一项所述的方法。

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