CN114324302A - 一种激光聚焦位置自动定位方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明适用于检测技术领域，提供了一种激光聚焦位置自动定位方法及系统，调节激光聚焦镜与样品表面之间的相对距离，使激光聚焦点处于样品表面，记录此时激光聚焦点对应的聚焦位置信息；向样品表面投射参考点光斑，获取参考点光斑的参考位置信息；根据聚焦位置信息和参考位置信息，自动调节样品平台高度位置，将参考点光斑的参考位置移动至激光聚焦点对应的聚焦位置，检测与参考点同一横截面上的样品表面成分信息。本发明适用于在检测不同厚度样品时，LIBS系统中激光聚焦位置的快速自动定位。设备结构简单、通用性强，实现LIBS系统中激光脉冲可快速精确地自动聚焦在样品表面，提升光谱信号的稳定性以及检测精度的可靠准确性。

Description

一种激光聚焦位置自动定位方法及系统

技术领域

本发明属于检测技术领域，特别涉及一种激光聚焦位置自动定位方法及系统。

背景技术

激光诱导击穿光谱（Laser-induced breakdown spectroscopy，LIBS）技术是一种原子发射光谱技术，通过将高能脉冲激光聚焦在样品表面，烧蚀激发样品产生等离子，然后根据所采集的等离子体光谱，可以对样品中所含元素进行定性和定量分析。该技术具有不需要复杂的样品预处理、适应环境能力强、可以对多种元素同时进行快速分析、远程分析以及原位在线实时分析等优点，已应用于工业生产过程质量监控、环境污染监测以及油气资源勘探等领域，目前已成为成分分析领域研究的热点。

中国专利申请公布号CN113740316A的专利公开了基于光斑位置的激光聚焦点位置自动定位方法及系统，该专利中利用激光聚焦点和放置样品后的光斑点之间的空间坐标几何关系，得到放置样品后将样品表面移动至激光聚焦点处导轨所需移动的距离，空间坐标几何关系中使用了二维坐标，根据空间几何关系需要样品在二维方向均需要具有较好的平整度，即要求样品表面平整，对待检测样品的平整度要求较高；而且指示激光为斜向入射，指示激光入射角度的微小偏移也会对聚焦位置的定位产生较大影响。

使用LIBS设备进行可再生金属回收物料、矿物原材料、高温熔体取样物料等原样或压片样品成分检测时，由于同一批或者几批待测样品之间的厚度不一样，将导致LIBS设备中激光聚焦透镜与样品表面的相对距离不准确，如果不进行及时的调整直接将影响LIBS设备测量结果的稳定性和精确度。传统的手动指示光调节、样品表面成像清晰度调节以及激光测距仪调节等方法，容易受到样品特性如表面颗粒度、表面光泽度以及所用设备的灵敏度、人为操作的熟练度等的影响，而且调节速度较慢，也不利于激光聚焦位置的快速自动定位。

发明内容

针对上述问题，一方面，本发明公开了一种激光聚焦位置自动定位方法，所述方法包括：

调节激光聚焦镜与样品表面之间的相对距离，使激光聚焦点处于样品表面，记录此时激光聚焦点对应的聚焦位置信息；

向样品表面投射参考点光斑，获取参考点光斑的参考位置信息；与样品平台移动方向平行的两个空间坐标面中的一个空间坐标面与所述参考点光斑投射路径平行；

根据聚焦位置信息和参考位置信息，自动调节样品平台高度位置，将参考点光斑的参考位置移动至激光聚焦点对应的聚焦位置，完成激光聚焦位置定位，检测与参考点同一横截面上的样品表面成分信息。

进一步地，所述向样品表面投射参考点光斑，获取参考点光斑的参考位置信息之前，所述方法还包括：

对不同样品平台高度处参考点光斑的坐标值进行定标拟合，获取参考点光斑的参考位置信息与样品平台高度之间的关系。

进一步地，所述对不同样品平台高度处参考点光斑的坐标值进行定标拟合，获取参考点光斑的参考位置信息与样品平台高度之间的关系具体包括：

在将参考点光斑投射角度固定的情况下，控制样品平台高度改变，获取多个不同高度处，投射在样品表面的参考点光斑的中心点坐标值以及对应的样品平台高度；

分析多个中心点坐标值与样品平台高度，得到参考点光斑的中心点坐标值与样品平台高度之间的关系。

进一步地，所述得到参考点光斑的中心点坐标值与样品平台高度之间的关系之后，所述方法还包括：

根据激光聚焦点对应的聚焦位置信息以及参考点光斑的中心点坐标值与样品平台高度之间的关系，得到承载不同厚度样品的样品平台的移动调节距离模型。

进一步地，所述参考点光斑的中心点坐标值与样品平台高度之间的关系为：

Li=kXi+b；

其中，Li为样品平台高度，Xi为中心点坐标值中变化的坐标值，b为修正常数项，k为斜率。

进一步地，所述样品平台的移动调节距离模型为：

L=Lf-kXi-b；

其中，L为承载不同厚度样品的样品平台之后，样品平台移动L高度之后，参考点光斑的参考位置移动至激光聚焦点对应的聚焦位置；Lf为激光聚焦点对应的聚焦位置处样品平台的高度。

进一步地，所述根据聚焦位置信息和参考位置信息，自动调节样品平台高度位置具体包括：

将参考点光斑的中心点坐标值代入到样品平台的移动调节距离模型，得到样品平台的移动调节距离；

根据样品平台的移动调节距离，控制样品平台移动至与激光聚焦点对应的聚焦位置。

另一方面，本发明还公开了一种激光聚焦位置自动定位系统，所述系统包括：

激光投射设备，用于向样品表面投射参考点光斑；与样品平台移动方向平行的两个空间坐标面中的一个空间坐标面与所述参考点光斑投射路径平行；

成像采像设备，用于获取参考点光斑的参考位置信息；

位置调节装置，用于调节激光聚焦镜与样品表面之间的相对距离，使激光聚焦点处于样品表面，记录此时激光聚焦点对应的聚焦位置信息；还用于根据聚焦位置信息和参考位置信息，自动调节样品平台高度位置，将参考点光斑的参考位置移动至激光聚焦点对应的聚焦位置；

LIBS设备，用于检测与参考点同一横截面上的样品表面成分信息。

进一步地，所述系统还包括：

定标拟合模块，用于对不同样品平台高度处参考点光斑的坐标值进行定标拟合，获取参考点光斑的参考位置信息与样品平台高度之间的关系。

进一步地，所述定标拟合模块具体包括：

训练数据收集单元，用于在将参考点光斑投射角度固定的情况下，控制样品平台高度改变，获取多个不同高度处，投射在样品表面的参考点光斑的中心点坐标值以及对应的样品平台高度；

数据关系生成单元，用于分析多个中心点坐标值与样品平台高度，得到参考点光斑的中心点坐标值与样品平台高度之间的关系。

进一步地，所述定标拟合模块还包括：

移动模型生成单元，用于根据激光聚焦点对应的聚焦位置信息以及参考点光斑的中心点坐标值与样品平台高度之间的关系，得到承载不同厚度样品的样品平台的移动调节距离模型。

进一步地，所述参考点光斑的中心点坐标值与样品平台高度之间的关系为：

Li=kXi+b；

其中，Li为样品平台高度，Xi为中心点坐标值中变化的坐标值，b为修正常数项，k为斜率。

进一步地，所述样品平台的移动调节距离模型为：

L=Lf-kXi-b；

其中，L为承载不同厚度样品的样品平台之后，样品平台移动L高度之后，参考点光斑的参考位置移动至激光聚焦点对应的聚焦位置；Lf为激光聚焦点对应的聚焦位置处样品平台的高度。

进一步地，所述位置调节装置包括：

调节距离分析单元，用于将参考点光斑的中心点坐标值代入到样品平台的移动调节距离模型，得到样品平台的移动调节距离；

移动控制单元，用于根据样品平台的移动调节距离，控制样品平台移动至与激光聚焦点对应的聚焦位置。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明针对传统的LIBS系统中激光聚焦位置定位方式速度慢、精度低，尤其待测样品厚度、颗粒度、平整度、光泽度等不同时，导致LIBS系统中激光聚焦位置不同，影响LIBS系统的检测稳定性等一系列问题，本发明适用于在检测不同厚度样品时，LIBS系统中激光聚焦位置的快速自动定位。设备结构简单、通用性强，实现LIBS系统中激光脉冲可快速精确地自动聚焦在样品表面，提升光谱信号的稳定性以及检测精度的可靠准确性。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本发明实施例的激光聚焦位置自动定位方法中定标阶段流程图；

图2示出了本发明实施例的激光聚焦位置自动定位方法中测试阶段流程图；

图3示出了本发明实施例的激光聚焦位置自动定位方法中移动模型分析示意图；

图4示出了本发明实施例中激光聚焦位置自动定位方法实现的系统结构示意图；

图5示出了本发明实施例中导轨位置（样品平台高度）与指示激光光斑中心坐标直线拟合曲线图。

图中：1-激光器，2-扩束系统，3-激光反射镜，4-激光脉冲能量监测模块，5-分色镜，6-聚焦透镜，7-移动导轨，8-样品平台或传送带，9-样品，10-等离子体，11-收集透镜，12-光纤，13-光谱仪，14-计算机，15-导轨控制器，16-指示激光器，17-成像相机。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的一种实施例中，一种激光聚焦位置自动定位方法，所述方法包括：

调节激光聚焦镜与样品表面之间的相对距离，使激光聚焦点处于样品表面，记录此时激光聚焦点对应的聚焦位置信息；

向样品表面投射参考点光斑，获取参考点光斑的参考位置信息；与样品平台移动方向平行的两个空间坐标面中的一个空间坐标面与所述参考点光斑投射路径平行；

根据聚焦位置信息和参考位置信息，自动调节样品平台高度位置，将参考点光斑的参考位置移动至激光聚焦点对应的聚焦位置，完成激光聚焦位置定位，检测与参考点同一横截面上的样品表面成分信息。

在本发明的一种实施例中，所述向样品表面投射参考点光斑，获取参考点光斑的参考位置信息之前，所述方法还包括：

对不同样品平台高度处参考点光斑的坐标值进行定标拟合，获取参考点光斑的参考位置信息与样品平台高度之间的关系。

在本实施例的一种情况中，所述对不同样品平台高度处参考点光斑的坐标值进行定标拟合，获取参考点光斑的参考位置信息与样品平台高度之间的关系具体包括：

在将参考点光斑投射角度固定的情况下，控制样品平台高度改变，获取多个不同高度处，投射在样品表面的参考点光斑的中心点坐标值以及对应的样品平台高度；

分析多个中心点坐标值与样品平台高度，得到参考点光斑的中心点坐标值与样品平台高度之间的关系。

在本实施例的一种情况中，所述得到参考点光斑的中心点坐标值与样品平台高度之间的关系之后，所述方法还包括：

根据激光聚焦点对应的聚焦位置信息以及参考点光斑的中心点坐标值与样品平台高度之间的关系，得到承载不同厚度样品的样品平台的移动调节距离模型。

具体来说，所述参考点光斑的中心点坐标值与样品平台高度之间的关系为：

Li=kXi+b；

其中，Li为样品平台高度，Xi为中心点坐标值中变化的坐标值，b为修正常数项，k为斜率。

另外，所述样品平台的移动调节距离模型为：

L=Lf-kXi-b；

其中，L为承载不同厚度样品的样品平台之后，样品平台移动L高度之后，参考点光斑的参考位置移动至激光聚焦点对应的聚焦位置；Lf为激光聚焦点对应的聚焦位置处样品平台的高度。

在本发明的一种实施例中，所述根据聚焦位置信息和参考位置信息，自动调节样品平台高度位置具体包括：

将参考点光斑的中心点坐标值代入到样品平台的移动调节距离模型，得到样品平台的移动调节距离；

根据样品平台的移动调节距离，控制样品平台移动至与激光聚焦点对应的聚焦位置。

为便于理解，对上述方法进行举例详细说明。如图1-3所示，所述方法包括如下步骤：

步骤1：根据激光聚焦透镜的焦距，移动激光聚焦镜或者样品平台高度控制导轨调节样品表面与聚焦透镜的相对距离，确定LIBS系统中激光聚焦点处对应的导轨位置（即当前样品平台位置）Lf，完成LIBS设备中激光聚焦位置的设定；

步骤2：设定合适的成像相机曝光时间等成像相机参数后，以一定步长移动导轨，并采集多个高度位置Li处的指示激光光斑图像；如图3，装调LIBS系统光路时，调节指示激光、相机和脉冲激光束光轴的相对位置，保证LIBS系统中脉冲激光与指示激光在样品表面的光斑连线与X轴平行，图3中指示激光的光路平行于XZ坐标平面，在样品平台上下移动的时候，指示激光的光路与样品平台之间的交点坐标的Y坐标不变，仅X坐标发生改变。

步骤3：通过图像处理技术，得到各位置处的指示激光光斑图像的中心点坐标(Xi，Yi)；

步骤4：将各导轨位置（Z轴上导轨位置）Li与对应的指示激光光斑图像的中心点坐标Xi进行线性拟合，得到指示激光光斑中心点坐标与导轨位置的数学关系式：Li=kXi+b；

步骤5：将LIBS设备中激光聚焦点处导轨位置Lf与指示激光光斑中心点坐标与导轨位置的数学关系式：Li=kXi+b做差，得到样品平台初始位置移动至激光聚焦点位置处导轨需要移动的距离数学关系式：L=Lf-kXi-b，完成对应LIBS设备中激光聚焦位置自动定位方法中的定标阶段；

步骤6：在与步骤2相同的成像相机曝光时间等成像相机参数条件下采集该初始位置处置于样品平台或传送带上的待测样品表面指示激光光斑图像；在将待测样品放置至样品平台上的时候，样品横截面高度相同的面与XZ坐标面平行放置，此时样品可以是厚度变化较小的样品，也可以是厚度均匀变化的样品例如样品纵截面形状一致的样品（波浪形截面，梯形截面等）。

步骤7：通过与步骤3相同的参数的图像处理技术，得到该初始位置处待测样品表面指示激光光斑图像的中心点坐标(Xj，Yi)；

步骤8：将步骤7得到的指示激光光斑图像的中心点坐标Xj代入步骤5得到的待测样品初始导轨位置移动至激光聚焦点位置处导轨需要移动的距离数学关系式：L=Lf-kXj-b，得到待测样品由初始位置处移动至激光聚焦点位置处需要移动的距离L。

步骤9：移动样品平台高度控制导轨距离L，完成LIBS系统中激光聚焦位置的自动定位过程。

为能够让上述方法能够顺利实施，对应的设置实现上述方法的系统，在本发明的一种实施例中，如图4，所述系统包括：

激光投射设备，用于向样品表面投射参考点光斑；与样品平台移动方向平行的两个空间坐标面中的一个空间坐标面与所述参考点光斑投射路径平行；所述激光投射设备在本实施例中是图4中的指示激光器16。

成像采像设备，用于获取参考点光斑的参考位置信息；所述成像采像设备在本实施例中为图4中的成像相机17。

位置调节装置，用于调节激光聚焦镜与样品表面之间的相对距离，使激光聚焦点处于样品表面，记录此时激光聚焦点对应的聚焦位置信息；还用于根据聚焦位置信息和参考位置信息，自动调节样品平台高度位置，将参考点光斑的参考位置移动至激光聚焦点对应的聚焦位置；所述位置调节装置可以是导轨导向驱动装置，也可以是其他能够调节样品平台高度的传送带、升降杆等调节装置。

LIBS设备，用于检测与参考点同一横截面上的样品表面成分信息。

在本发明的一种实施例中，所述系统还包括：

定标拟合模块，用于对不同样品平台高度处参考点光斑的坐标值进行定标拟合，获取参考点光斑的参考位置信息与样品平台高度之间的关系。

在本实施例的一种情况中，所述定标拟合模块具体包括：

训练数据收集单元，用于在将参考点光斑投射角度固定的情况下，控制样品平台高度改变，获取多个不同高度处，投射在样品表面的参考点光斑的中心点坐标值以及对应的样品平台高度；

数据关系生成单元，用于分析多个中心点坐标值与样品平台高度，得到参考点光斑的中心点坐标值与样品平台高度之间的关系。

在本实施例的一种情况中，所述定标拟合模块还包括：

移动模型生成单元，用于根据激光聚焦点对应的聚焦位置信息以及参考点光斑的中心点坐标值与样品平台高度之间的关系，得到承载不同厚度样品的样品平台的移动调节距离模型。

需要说明的是，所述参考点光斑的中心点坐标值与样品平台高度之间的关系为：

Li=kXi+b；

其中，Li为样品平台高度，Xi为中心点坐标值中变化的坐标值，b为修正常数项，k为斜率。

另外，所述样品平台的移动调节距离模型为：

L=Lf-kXi-b；

其中，L为承载不同厚度样品的样品平台之后，样品平台移动L高度之后，参考点光斑的参考位置移动至激光聚焦点对应的聚焦位置；Lf为激光聚焦点对应的聚焦位置处样品平台的高度。

在本发明的一种实施例中，所述位置调节装置包括：

调节距离分析单元，用于将参考点光斑的中心点坐标值代入到样品平台的移动调节距离模型，得到样品平台的移动调节距离；

移动控制单元，用于根据样品平台的移动调节距离，控制样品平台移动至与激光聚焦点对应的聚焦位置。

如图4所示，在所述LIBS设备中，激光器1用于提供烧蚀样品所需的能量，扩束系统2用于扩展激光束的直径并减小激光束的发散角，激光反射镜用于改变激光束的传输方向，激光脉冲能量监测模块4用于监控激光束能量的稳定性，分色镜5用于透过激光束并反射等离子体光，聚焦透镜6用于将激光聚焦在置于样品平台或传送带8上的待测样品9表面，激发产生等离子体10，移动导轨7可以调节激光聚焦透镜6和待测样品9表面之间的相对距离，收集透镜11用于聚焦等离子光至光纤12纤芯端面，光纤12用于将等离子体光传输至光谱仪13进行分光，完成光电转换和光谱数据采集，计算机14用于系统控制以及光谱数据处理和存储，导轨控制器15用于控制导轨的移动，指示激光器16用于辅助完成激光聚焦位置自动定位，成像相机17用于指示激光光斑的成像）。

激光器1发出的脉冲激光经过扩束系统2、激光反射镜3、分色镜5、聚焦透镜6聚焦在置于样品平台或传送带8上的待测样品9表面，激发样品产生等离子体10，等离子体产生的光经过分色镜5、收集透镜11和光纤12耦合进光谱仪13中实现光谱的光电转换和信号采集；根据聚焦透镜6的焦距，移动导轨7调节样品9表面与聚焦透镜6的相对距离，确定系统聚焦点的位置Lf；然后设定成像相机17的曝光时间等参数后，以一定步长移动导轨7，并采集各位置处的指示激光光斑图像；通过图像处理技术，得到各位置处的指示激光光斑图像的中心点坐标(Xi，Yi)；将各导轨位置Li（即样品平台对应高度位置）与对应的指示激光光斑图像的中心点坐标Xi进行线性拟合，得到指示激光光斑中心点坐标与导轨位置的数学关系式：Li=kXi+b，如图5所示；将LIBS设备中激光聚焦点处导轨位置Lf与指示激光光斑中心点坐标与导轨位置的数学关系式：Li=kXi+b做差，得到导轨初始位置移动至激光聚焦点位置处导轨需要移动的距离数学关系式：L=Lf-kXi-b，完成对应LIBS设备中激光聚焦位置自动定位方法中的定标阶段；在相同的成像相机17的曝光时间等参数条件下，采集初始位置处待测样品9表面指示激光光斑图像；通过相同的参数的图像处理技术，得到初始位置处待测样品9表面指示激光光斑图像的中心点坐标(Xj，Yi)；将得到的指示激光光斑图像的中心点坐标Xj代入待测样品初始导轨位置移动至激光聚焦点位置处导轨需要移动的距离数学关系式：L=Lf-kXi-b，得到待测样品由初始位置处移动至激光聚焦点位置处需要移动的距离L。移动样品平台高度控制导轨距离L，完成LIBS系统中激光聚焦位置的自动定位过程。

本发明针对传统的LIBS系统中激光聚焦位置定位方式速度慢、精度低，尤其待测样品厚度、颗粒度、平整度、光泽度等不同时，导致LIBS系统中激光聚焦位置不同，影响LIBS系统的检测稳定性等一系列问题，本发明适用于在检测不同厚度样品时，LIBS系统中激光聚焦位置的快速自动定位。设备结构简单、通用性强，实现LIBS系统中激光脉冲可快速精确地自动聚焦在样品表面，提升光谱信号的稳定性以及检测精度的可靠准确性。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (14)

1.一种激光聚焦位置自动定位方法，其特征在于，所述方法包括：

调节激光聚焦镜与样品表面之间的相对距离，使激光聚焦点处于样品表面，记录此时激光聚焦点对应的聚焦位置信息；

向样品表面投射参考点光斑，获取参考点光斑的参考位置信息；与样品平台移动方向平行的两个空间坐标面中的一个空间做表面与所述参考点光斑投射路径平行；

根据聚焦位置信息和参考位置信息，自动调节样品平台高度位置，将参考点光斑的参考位置移动至激光聚焦点对应的聚焦位置，检测与参考点同一横截面上的样品表面成分信息。

2.根据权利要求1所述的激光聚焦位置自动定位方法，其特征在于，所述向样品表面投射参考点光斑，获取参考点光斑的参考位置信息之前，所述方法还包括：

对不同样品平台高度处参考点光斑的坐标值进行定标拟合，获取参考点光斑的参考位置信息与样品平台高度之间的关系。

3.根据权利要求2所述的激光聚焦位置自动定位方法，其特征在于，所述对不同样品平台高度处参考点光斑的坐标值进行定标拟合，获取参考点光斑的参考位置信息与样品平台高度之间的关系具体包括：

在将参考点光斑投射角度固定的情况下，控制样品平台高度改变，获取多个不同高度处，投射在样品表面的参考点光斑的中心点坐标值以及对应的样品平台高度；

分析多个中心点坐标值与样品平台高度，得到参考点光斑的中心点坐标值与样品平台高度之间的关系。

4.根据权利要求3所述的激光聚焦位置自动定位方法，其特征在于，所述得到参考点光斑的中心点坐标值与样品平台高度之间的关系之后，所述方法还包括：

根据激光聚焦点对应的聚焦位置信息以及参考点光斑的中心点坐标值与样品平台高度之间的关系，得到承载不同厚度样品的样品平台的移动调节距离模型。

5.根据权利要求3所述的激光聚焦位置自动定位方法，其特征在于，所述参考点光斑的中心点坐标值与样品平台高度之间的关系为：

Li=kXi+b；

其中，Li为样品平台高度，Xi为中心点坐标值中变化的坐标值，b为修正常数项，k为斜率。

6.根据权利要求4所述的激光聚焦位置自动定位方法，其特征在于，所述样品平台的移动调节距离模型为：

L=Lf-kXi-b；

其中，L为承载不同厚度样品的样品平台之后，样品平台移动L高度之后，参考点光斑的参考位置移动至激光聚焦点对应的聚焦位置；Lf为激光聚焦点对应的聚焦位置处样品平台的高度。

7.根据权利要求4或6所述的激光聚焦位置自动定位方法，其特征在于，所述根据聚焦位置信息和参考位置信息，调节样品平台高度位置具体包括：

将参考点光斑的中心点坐标值代入到样品平台的移动调节距离模型，得到样品平台的移动调节距离；

根据样品平台的移动调节距离，控制样品平台移动至与激光聚焦点对应的聚焦位置。

8.一种激光聚焦位置自动定位系统，其特征在于，所述系统包括：

激光投射设备，用于向样品表面投射参考点光斑；与样品平台移动方向平行的两个空间坐标面中的一个空间做表面与所述参考点光斑投射路径平行；

成像采像设备，用于获取参考点光斑的参考位置信息；

位置调节装置，用于调节激光聚焦镜与样品表面之间的相对距离，使激光聚焦点处于样品表面，记录此时激光聚焦点对应的聚焦位置信息；还用于根据聚焦位置信息和参考位置信息，自动调节样品平台高度位置，将参考点光斑的参考位置移动至激光聚焦点对应的聚焦位置；

LIBS设备，用于检测与参考点同一横截面上的样品表面成分信息。

9.根据权利要求8所述的激光聚焦位置自动定位系统，其特征在于，所述系统还包括：

定标拟合模块，用于对不同样品平台高度处参考点光斑的坐标值进行定标拟合，获取参考点光斑的参考位置信息与样品平台高度之间的关系。

10.根据权利要求9所述的激光聚焦位置自动定位系统，其特征在于，所述定标拟合模块具体包括：

训练数据收集单元，用于在将参考点光斑投射角度固定的情况下，控制样品平台高度改变，获取多个不同高度处，投射在样品表面的参考点光斑的中心点坐标值以及对应的样品平台高度；

数据关系生成单元，用于分析多个中心点坐标值与样品平台高度，得到参考点光斑的中心点坐标值与样品平台高度之间的关系。

11.根据权利要求10所述的激光聚焦位置自动定位系统，其特征在于，所述定标拟合模块还包括：

移动模型生成单元，用于根据激光聚焦点对应的聚焦位置信息以及参考点光斑的中心点坐标值与样品平台高度之间的关系，得到承载不同厚度样品的样品平台的移动调节距离模型。

12.根据权利要求10所述的激光聚焦位置自动定位系统，其特征在于，所述参考点光斑的中心点坐标值与样品平台高度之间的关系为：

Li=kXi+b；

其中，Li为样品平台高度，Xi为中心点坐标值中变化的坐标值，b为修正常数项，k为斜率。

13.根据权利要求11所述的激光聚焦位置自动定位系统，其特征在于，所述样品平台的移动调节距离模型为：

L=Lf-kXi-b；

其中，L为承载不同厚度样品的样品平台之后，样品平台移动L高度之后，参考点光斑的参考位置移动至激光聚焦点对应的聚焦位置；Lf为激光聚焦点对应的聚焦位置处样品平台的高度。

14.根据权利要求13所述的激光聚焦位置自动定位系统，其特征在于，所述位置调节装置包括：

调节距离分析单元，用于将参考点光斑的中心点坐标值代入到样品平台的移动调节距离模型，得到样品平台的移动调节距离；

移动控制单元，用于根据样品平台的移动调节距离，控制样品平台移动至与激光聚焦点对应的聚焦位置。

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