CN117238418A - 高光谱成像技术结合力学参数的冲击损伤分析方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及冲击损伤分析技术领域，揭露了一种基于高光谱成像技术结合力学参数的冲击损伤分析方法及装置，包括：接收冲击指令，基于冲击指令确认冲击环境，基于所述平衡关系式求解半球形冲头的固定距离，基于冲头半径构建冲击转动惯量关系式，基于冲击转动惯量关系式求解冲击能量，确认待测材料在所述保温器中储存时间为保温时间后，得到多个分析材料，基于校正图像获取一个或多个分析材料的目标损伤面积，汇总所述目标损伤面积及能量均值，拟合所述能量均值及损伤面积的直方图，实现对待测材料的冲击损伤分析。本发明可解决对水果冲击损伤分析结果不准确的问题。
Description
技术领域
本发明涉及冲击损伤分析技术领域，尤其涉及一种基于高光谱成像技术结合力学参数的冲击损伤分析方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质。
背景技术
伴随着全球经济的快速发展，顾客越来越注重对生活品质的追求。水果在运送途中，难免会受到因路况颠簸及其他情况造成的冲击。水果受到冲击后会产生损伤，而损伤后的水果往往难以出售，并且可能会因为损伤处微生物对水果的分解，造成水果的腐败、溃烂进而影响运送中其他的水果。可见，对水果的冲击损伤分析尤为重要。
目前，关于水果冲击损伤分析方法包括：预设冲击能量，基于冲击能量对水果进行冲击，获取冲击时的冲击峰值及平均应力值，基于冲击峰值及平均应力值作为对水果冲击损伤的评估依据得到水果的冲击损伤分析结果。
上述方法虽然可实现对水果冲击损伤分析，但在对水果的冲击评估时未考虑水果实际吸收的能量，而造成对水果冲击损伤分析结果不准确的问题。
发明内容
本发明提供一种基于高光谱成像技术结合力学参数的冲击损伤分析方法、装置及计算机可读存储介质，其主要目的在于解决对水果冲击损伤分析结果不准确的问题。
为实现上述目的，本发明提供的一种基于高光谱成像技术结合力学参数的冲击损伤分析方法，包括：
接收冲击指令，基于冲击指令确认冲击环境，其中，冲击环境包括：角速度传感器、冲击器、材料固定器及待测材料集，待测材料集中包含多个待测材料，冲击器由冲击摆臂及可固定在冲击摆臂上的半球形冲头构成，冲击摆臂的一端为旋转端且冲击摆臂可围绕旋转端进行旋转，角速度传感器固定在冲击摆臂的旋转端并且可用于测量冲击摆臂的角速度，角速度传感器与所述材料固定器位于同一水平线；
获取冲击摆臂的摆臂长度，基于摆臂长度计算冲击摆臂的转动惯量，计算公式如下所示：
其中，为冲击摆臂的转动惯量，/>为冲击摆臂的质量，/>为冲击摆臂的长度；
预设旋转角度集，其中，旋转角度集包括冲击摆臂的多个旋转角度，且每个旋转角度均与待测材料集中至少一个待测材料对应，从所述旋转角度集中依次提取旋转角度，并对所提取的旋转角度均执行如下操作：
确定所提取的旋转角度对应的一个或多个待测材料，得到待测材料数，其中，/>表示旋转角度集中第/>个旋转角度对应的待测材料数，保持所提取的旋转角度不变的前提下，计算每个对应的待测材料的冲击能量，其中，冲击能量的计算包括：
根据角速度传感器和旋转角度，获取冲击角速度及回弹角速度，利用所述冲击角速度、回弹角速度及转动惯量构建平衡关系式，其中，冲击角速度及回弹角速度分别为冲击摆臂冲击待测材料前及冲击待测材料后冲击摆臂的角速度；
基于所述平衡关系式求解半球形冲头的固定距离，确认基于固定距离固定所述材料固定器及半球形冲头的位置后，得到冲击器，获取冲头半径，其中，冲头半径为半球形冲头的半径，基于冲头半径构建冲击转动惯量关系式，基于冲击转动惯量关系式求解冲击能量；
汇总每个待测材料的冲击能量，得到多个冲击能量，其中，冲击能量数与待测材料数相同，将每个旋转角度下执行冲击后的所有待测材料置于预构建的保温器中，其中，预设了保温器的保温温度及保温时间，确认待测材料在所述保温器中储存时间为保温时间后，得到多个分析材料；
基于旋转角度将所述多个冲击能量划分为多个冲击能量组，从所述多个冲击能量组中依次提取冲击能量组，并对所提取的每个冲击能量组均执行如下操作：
基于冲击能量组计算能量均值，确认每个冲击能量组中冲击能量对应的一个或多个分析材料，利用预构建的加热图像采集器采集所述一个或多个分析材料的分析高光谱图像，其中，加热图像采集器为加热至保温温度的高光谱图像采集器，对分析高光谱图像进行黑白校正，得到校正图像，基于校正图像获取一个或多个分析材料的目标损伤面积；
汇总所述目标损伤面积及能量均值，拟合所述能量均值及损伤面积的直方图，实现对待测材料的冲击损伤分析。
可选地，所述所述基于所述平衡关系式求解半球形冲头的固定距离，包括：
所述平衡关系式为：
其中，为冲击摆臂冲击待测材料前冲击摆臂的角速度，/>冲击摆臂冲击待测材料后冲击摆臂的角速度，/>为冲击摆臂在冲击待测材料时的碰撞冲量，/>为半球形冲头的固定距离；
基于所述平衡关系式构建平衡分量关系式，利用平衡分量关系式求解固定距离。
可选地，所述基于所述平衡关系式构建平衡分量关系式，利用平衡分量关系式求解固定距离，包括：
平衡分量关系式为：
其中，为碰撞冲量在垂直于角度传感器与材料固定器所位于同一水平线上的碰撞冲量的分量，/>为碰撞冲量在角度传感器与材料固定器所位于同一水平线上的碰撞冲量的分量；
基于所述平衡分量关系式求解固定距离，计算公式如下所示：
其中，表示半球形冲头的固定点与旋转端之间的固定距离的距离系数。
可选地，所述冲击转动惯量关系式为：
其中，为冲击器的冲击转动惯量，/>为半球形冲头的质量，/>为半球体冲头的半径，/>为半球形冲头转动惯量修正系数。
可选地，所述基于冲击转动惯量关系式求解冲击能量，计算公式如下所示：
其中，为冲击能量，/>为冲击器冲击待测材料前的角速度，/>为冲击器冲击待测材料后的角速度。
可选地，所述对分析高光谱图像进行黑白校正，得到校正图像，包括：
对高光谱图像进行黑白校正，校正公式如下所示：
其中，为校正后的图像，/>为利用加热图像采集器所采集的待测材料高光谱图像，/>为全黑校准图像，/>为全白校准图像。
可选地，所述确认待测材料在所述保温器中储存时间为保温时间后，包括：
获取待测材料在所述保温器中的储存时间，比较储存时间与保温时间的大小；
若所述储存时间小于保温时间，则提示待测材料在保温器中的保温时长不足；
若所述储存时间等于保温时间，则确认待测材料在保温器中的储存时间为保温时间；
若所述储存时间大于保温时间，则提示待测材料在保温器中变质且无法使用。
可选地，所述基于冲击能量组计算能量均值，计算公式如下所示：
其中，为能量均值，/>为冲击能量组中冲击能量的个数，/>为冲击能量组中第/>个冲击能量。
可选地，所述基于校正图像获取一个或多个分析材料的目标损伤面积，包括：
利用预构建的图像降噪方法降噪所述校正图像，得到降噪图像；
利用预构建的图像分析方法分析所述降噪图像，得到初始损伤面积；
基于所述初始损伤面积计算目标损伤面积，其中，目标损伤面积为初始损伤面积的均值。
为了解决上述问题，本发明还提供一种基于高光谱成像技术结合力学参数的冲击损伤分析装置，所述装置包括：
冲击指令接收及冲击环境确认模块，用于接收冲击指令，基于冲击指令确认冲击环境，其中，冲击环境包括：角速度传感器、冲击器、材料固定器及待测材料集，待测材料集中包含多个待测材料，冲击器由冲击摆臂及可固定在冲击摆臂上的半球形冲头构成，冲击摆臂的一端为旋转端且冲击摆臂可围绕旋转端进行旋转，角速度传感器固定在冲击摆臂的旋转端并且可用于测量冲击摆臂的角速度，角速度传感器与所述材料固定器位于同一水平线；
冲击能量求解模块，用于获取冲击摆臂的摆臂长度，基于摆臂长度计算冲击摆臂的转动惯量，计算公式如下所示：
其中，为冲击摆臂的转动惯量，/>为冲击摆臂的质量，/>为冲击摆臂的长度；
预设旋转角度集，其中，旋转角度集包括冲击摆臂的多个旋转角度，且每个旋转角度均与待测材料集中至少一个待测材料对应，从所述旋转角度集中依次提取旋转角度，并对所提取的旋转角度均执行如下操作：
确定所提取的旋转角度对应的一个或多个待测材料，得到待测材料数，其中，/>表示旋转角度集中第/>个旋转角度对应的待测材料数，保持所提取的旋转角度不变的前提下，计算每个对应的待测材料的冲击能量，其中，冲击能量的计算包括：
根据角速度传感器和旋转角度，获取冲击角速度及回弹角速度，利用所述冲击角速度、回弹角速度及转动惯量构建平衡关系式，其中，冲击角速度及回弹角速度分别为冲击摆臂冲击待测材料前及冲击待测材料后冲击摆臂的角速度；
基于所述平衡关系式求解半球形冲头的固定距离，确认基于固定距离固定所述材料固定器及半球形冲头的位置后，得到冲击器，获取冲头半径，其中，冲头半径为半球形冲头的半径，基于冲头半径构建冲击转动惯量关系式，基于冲击转动惯量关系式求解冲击能量；
待测材料预处理模块，用于汇总每个待测材料的冲击能量，得到多个冲击能量，其中，冲击能量数与待测材料数相同，将每个旋转角度下执行冲击后的所有待测材料置于预构建的保温器中，其中，预设了保温器的保温温度及保温时间，确认待测材料在所述保温器中储存时间为保温时间后，得到多个分析材料；
冲击损伤面积求解模块，用于基于旋转角度将所述多个冲击能量划分为多个冲击能量组，从所述多个冲击能量组中依次提取冲击能量组，并对所提取的每个冲击能量组均执行如下操作：
基于冲击能量组计算能量均值，确认每个冲击能量组中冲击能量对应的一个或多个分析材料，利用预构建的加热图像采集器采集所述一个或多个分析材料的分析高光谱图像，其中，加热图像采集器为加热至保温温度的高光谱图像采集器，对分析高光谱图像进行黑白校正，得到校正图像，基于校正图像获取一个或多个分析材料的目标损伤面积；
冲击损伤分析模块，用于汇总所述目标损伤面积及能量均值，拟合所述能量均值及损伤面积的直方图，实现对待测材料的冲击损伤分析。
为了解决上述问题，本发明还提供一种电子设备，所述电子设备包括：
存储器，存储至少一个指令；及
处理器，执行所述存储器中存储的指令以实现上述所述的基于高光谱成像技术结合力学参数的冲击损伤分析方法。
为了解决上述问题，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有至少一个指令，所述至少一个指令被电子设备中的处理器执行以实现上述所述的基于高光谱成像技术结合力学参数的冲击损伤分析方法。
为解决背景技术所述问题，本发明实施例根据冲击指令确认冲击环境，其中，冲击环境包括：角速度传感器、冲击器、材料固定器及待测材料集，待测材料集中包含多个待测材料。可见本发明实施例在接收冲击指令时，就考虑到了对待测材料进行冲击损伤的分析时，不能仅考虑一个待测材料。因此，在冲击环境的待测材料集预设了多个待测材料。预设旋转角度集，其中，旋转角度集包括冲击摆臂的多个旋转角度，且每个旋转角度均与待测材料集中至少一个待测材料对应，可见本发明实施例，根据旋转角度改变对待测材料进行不同旋转角度下的冲击，进一步地，增加了对待测材料的冲击损伤分析的准确性。基于所述平衡关系式求解半球形冲头的固定距离，确认基于固定距离固定所述材料固定器及半球形冲头的位置后，基于冲击转动惯量关系式求解冲击能量。可见本发明实施例在对待测材料执行冲击时，考虑了冲击环境中执行冲击的机构自身对冲击损伤分析的影响，进一步地，根据平衡关系式求解半球形冲头的固定距离，确认基于固定距离固定所述材料固定器及半球形冲头的位置后，才执行对待测材料的冲击。基于冲击能量组计算能量均值，确认每个冲击能量组中冲击能量对应的一个或多个分析材料，可见本发明实施例，利用能量均值作为对待测材料冲击损伤分析的依据，进一步地，增强了待测材料冲击损伤分析结果的准确性。因此本发明提出的基于高光谱成像技术结合力学参数的冲击损伤分析方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质，可以解决对水果冲击损伤分析结果不准确的问题。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的基于高光谱成像技术结合力学参数的冲击损伤分析方法的流程示意图；
图2为图1中其中一个步骤的详细实施流程示意图；
图3为图1中另一个步骤的详细实施流程示意图；
图4为本发明一实施例提供的基于高光谱成像技术结合力学参数的冲击损伤分析装置的功能模块图；
图5为本发明一实施例提供的实现所述基于高光谱成像技术结合力学参数的冲击损伤分析方法的电子设备的结构示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本申请实施例提供一种基于高光谱成像技术结合力学参数的冲击损伤分析方法。所述基于高光谱成像技术结合力学参数的冲击损伤分析方法的执行主体包括但不限于服务端、终端等能够被配置为执行本申请实施例提供的该方法的电子设备中的至少一种。换言之，所述基于高光谱成像技术结合力学参数的冲击损伤分析方法可以由安装在终端设备或服务端设备的软件或硬件来执行，所述软件可以是区块链平台。所述服务端包括但不限于：单台服务器、服务器集群、云端服务器或云端服务器集群等。
参照图1所示，为本发明一实施例提供的基于高光谱成像技术结合力学参数的冲击损伤分析方法的流程示意图。在本实施例中，所述基于高光谱成像技术结合力学参数的冲击损伤分析方法包括：
S1、接收冲击指令，基于冲击指令确认冲击环境，其中，冲击环境包括：角速度传感器、冲击器、材料固定器及待测材料集，待测材料集中包含多个待测材料，冲击器由冲击摆臂及可固定在冲击摆臂上的半球形冲头构成，冲击摆臂的一端为旋转端且冲击摆臂可围绕旋转端进行旋转，角速度传感器固定在冲击摆臂的旋转端并且可用于测量冲击摆臂的角速度，角速度传感器与所述材料固定器位于同一水平线。
需解释的是，冲击指令一般是由进行冲击损伤的实验人员发出的。冲击环境是指对待测材料进行冲击分析的环境，冲击摆臂为进行冲击测试时的摆臂。角速度传感器可以用于测量在进行冲击时，角速度的变换量。可选择的，选取压电型角速度传感器用于测量在进行冲击时冲击摆臂或者冲击器的角速度。
进一步地，待测材料集中包含的多个待测材料为同一种类的待测材料。待测材料为进行冲击损伤分析的材料，一般为水果，例如：苹果、香蕉及梨等。同种待测材料中因为材料个体的差异将导致对待测材料的测试结果不同，因此在对待测材料执行冲击时，需要测量多个待测材料的分析结果，并基于分析结果对待测材料的冲击损伤进行分析。材料固定器为固定待测材料的仪器，可选择的，选取三爪卡盘作为待测材料固定仪器，对待测材料进行固定的目的是防止待测材料在冲击测试时，因待测材料滚动及其他形式的运动，导致对待测材料冲击损伤实验结果的不准确。冲击摆臂的可旋转角度有效值为0度至90度，在此旋转角度为冲击摆臂与角速度传感器与所述材料固定器所在同一水平线的夹角。冲击摆臂为一端可旋转的均匀杆状物体，可选择的，选取密度均匀的木杆作为冲击摆臂。半球形冲头为对待测材料进行冲击实验的冲击对象，利用半球形冲头对待测材料进行冲击实验。另外的，角速度传感器与所述材料固定器位于同一水平线是指角速度传感器及材料固定器所在高度位于同一水平线上。
可理解的是，利用冲击摆臂及半球形冲头对待测材料进行冲击测试的实验原理为：冲击摆臂围绕角度传感器所在端旋转一定的角度，位于冲击摆臂上的半球形冲头在重力作用下围绕角度传感器所在端进行转动，在转动过程中产生转动动能，在冲击时转动动能转化为冲击能量，实现对待测材料的冲击。另外的，角度传感器与材料固定器可以位于为同一垂直线。其实验原理及作用效果与角度传感器与所述材料固定器位于同一水平线一致。
示例性的，选取密度均匀的铁杆作为冲击摆臂，其中，铁杆的两端分别为A端及B端。固定B端为旋转端，则A端可围绕B端进行旋转，旋转角度的范围为0度至360度。固定B端时，B端所在的水平线上包含材料固定器。在不受外力的情况下，冲击摆臂与角速度传感器及材料固定器位于同一水平线，即旋转角度为0度。
S2、获取冲击摆臂的摆臂长度，基于摆臂长度计算冲击摆臂的转动惯量，预设旋转角度集，其中，旋转角度集包括冲击摆臂的多个旋转角度，且每个旋转角度均与待测材料集中至少一个待测材料对应，从所述旋转角度集中依次提取旋转角度。
进一步地，对所提取的旋转角度均执行如下操作：
确定所提取的旋转角度对应的一个或多个待测材料，得到待测材料数，其中，/>表示旋转角度集中第/>个旋转角度对应的待测材料数，保持所提取的旋转角度不变的前提下，计算每个对应的待测材料的冲击能量，其中，冲击能量的计算包括：
根据角速度传感器和旋转角度，获取冲击角速度及回弹角速度，利用所述冲击角速度、回弹角速度及转动惯量构建平衡关系式，其中，冲击角速度及回弹角速度分别为冲击摆臂冲击待测材料前及冲击待测材料后冲击摆臂的角速度；
基于所述平衡关系式求解半球形冲头的固定距离，确认基于固定距离固定所述材料固定器及半球形冲头的位置后，得到冲击器，获取冲头半径，其中，冲头半径为半球形冲头的半径，基于冲头半径构建冲击转动惯量关系式，基于冲击转动惯量关系式求解冲击能量。
示例性的，预设旋转角度集中包括：10度、20度、30度及40度，共计4个旋转角度，待测材料集中材料的种类为苹果，待测材料的数量为8个，并且待测材料质量误差在冲击时可以忽略不记，其中，待测材料质量误差包括：待测材料的大小、新鲜程度及表皮受损情况等，均分待测材料的数量至每个待测角度，则在旋转角度为10度时，需要测量的待测材料个数为2个，在旋转角度为20度时，需要测量的待测材料个数也为2个。旋转角度为30度及40度时与所述旋转角度为10度及20度待测材料的数量一致。
可理解的是，旋转角度为旋转摆臂与角速度传感器及材料固定器位于同一水平线之间的夹角，不同的旋转角度，在冲击摆臂下降时所产生的角速度不同。不同角速度的冲击摆臂冲击在待测材料时所产生的回弹角速度不同，即作用在待测材料的冲击能量不同。另外的，作用在待测材料的冲击能量不同对待测材料冲击后造成的冲击损伤不同。因此，可以通过调整不同的旋转角度来改变对待测材料的冲击能量，进而获取不同的冲击损伤。对于每一个待测材料只执行一次冲击，目的是避免因为两次甚至多次冲击，造成冲击之间的相互影响，进而造成对冲击损伤分析结果的不准确。
详细地，获取冲击摆臂的摆臂长度，基于摆臂长度计算冲击摆臂的转动惯量，计算公式如下所示：
其中，为冲击摆臂的转动惯量，/>为冲击摆臂的质量，/>为冲击摆臂的长度。
进一步地，所述平衡关系式为：
其中，为冲击摆臂冲击待测材料前冲击摆臂的角速度，/>冲击摆臂冲击待测材料后冲击摆臂的角速度，/>为冲击摆臂在冲击待测材料时的碰撞冲量，/>为半球形冲头的固定距离；
基于所述平衡关系式构建平衡分量关系式，利用平衡分量关系式求解固定距离。
需解释的是，碰撞冲量是指在碰撞过程中由于物体之间的相互作用而传递的冲量。在碰撞中，物体之间会发生相对速度的突变，这就导致了力的突变，从而产生了冲量。固定距离为材料固定器距离冲击摆臂旋转端的距离及半球形冲头安装在冲击摆臂上的位置距离冲击摆臂固定端的位置。另外的，冲击摆臂的质量远大于所述半球形冲头的质量，所以在求解固定距离时，仅用冲击摆臂在旋转角度时释放对待测材料进行冲击并获取冲击角速度及回弹角速度，基于冲击角速度及回弹角速度计算固定距离。
可理解的是，在进行冲击时，因为待测材料自身的弹性，可能会导致待测材料在被冲击时，造成角度传感器所固定的冲击摆臂一端冲击力的变化，即影响冲击过程的能量损耗。因此，在进行冲击之前需要对半球形冲头及材料固定器的固定距离进行计算，从而减少甚至避免，因待测材料固定位置所引起的能量损耗。
进一步地，所述基于所述平衡关系式构建平衡分量关系式，利用平衡分量关系式求解固定距离，包括：
平衡分量关系式为：
其中，为碰撞冲量在垂直于角度传感器与材料固定器所位于同一水平线上的碰撞冲量的分量，/>为碰撞冲量在角度传感器与材料固定器所位于同一水平线上的碰撞冲量的分量；
基于所述平衡分量关系式求解固定距离，计算公式如下所示：
其中，表示半球形冲头的固定点与旋转端之间固定距离的距离系数。
进一步地，半球形冲头的固定点与旋转端之间固定距离的距离系数表示半球形冲头的固定点距离旋转端的距离占冲击摆臂长度的系数。另外的，距离系数受到旋转角度的影响。
详细地，所述冲击转动惯量关系式为：
其中，为冲击器的冲击转动惯量，/>为半球形冲头的质量，/>为半球体冲头的半径，/>为半球形冲头转动惯量修正系数。
需解释的是，转动惯量修正系数为按照固定距离将半球形冲头固定在冲击摆臂后，半球形冲头在冲击时形成的转动惯量的修正系数。另外的，修正系数与固定距离有关。
进一步地，所述基于冲击转动惯量关系式求解冲击能量，计算公式如下所示：
其中，为冲击能量，/>为冲击器冲击待测材料前的角速度，/>为冲击器冲击待测材料后的角速度。
进一步地，冲击摆臂在冲击待测材料前时冲击摆臂的角速度，理论上，伴随着重力的作用效果，会越来越大。因此，可以利用角速度传感器获取冲击摆臂的最大角速度作为冲击角速度。另外的，当冲击摆臂在冲击到待测材料时，冲击摆臂会因待测材料的弹性形变或塑性形变等其他形式，吸收冲击摆臂在冲击时的能量，因此冲击摆臂在冲击待测材料后的角速度会锐减甚至在一定程度上为负值。负值仅代表回弹角速度的方向与所述冲击角速度方向相反。因此，可以利用角速度传感器获取回弹角速度。冲击测试时，仅利用重力的作用使得冲击摆臂对待测材料进行冲击，因此，在设置旋转角度时，冲击摆臂应当位于待测材料上方并与所述同一水平线之间所呈夹角为预设的旋转角度。
示例性的，取旋转角度为30度，将所述冲击摆臂与角速度传感器及所述材料固定器位于同一水平线间的夹角调整至30度且冲击摆臂位于所述同一水平线上方，无外力情况下释放所述冲击摆臂。利用角速度传感器，测得冲击摆臂的角速度达到5弧度每秒后锐减至2弧度每秒。因此，取得的冲击角速度为5弧度每秒回弹角速度为2弧度每秒，基于冲击角速度及回弹角速度计算的距离系数为0.6，冲击摆臂的长度为100cm，则固定距离为60cm，即半球形冲头应当固定在距离冲击摆臂旋转端60cm处。另外的，材料固定器的固定距离为冲击摆臂同侧，且距离冲击摆臂旋转端60cm处。
S3、汇总每个待测材料的冲击能量，得到多个冲击能量，其中，冲击能量数与待测材料数相同，将每个旋转角度下执行冲击后的所有待测材料置于预构建的保温器中，其中，预设了保温器的保温温度及保温时间，确认待测材料在所述保温器中储存时间为保温时间后，得到多个分析材料。
详细地，参阅图2所示，所述确认待测材料在所述保温器中储存时间为保温时间后，包括：
S31、获取待测材料在所述保温器中的储存时间，比较储存时间与保温时间的大小；
S32、若所述储存时间小于保温时间，则提示待测材料在保温器中的保温时长不足；
S33、若所述储存时间等于保温时间，则确认待测材料在保温器中的储存时间为保温时间；
S34、若所述储存时间大于保温时间，则提示待测材料在保温器中变质且无法使用。
需解释的是，保温器为恒温加热器。待测材料在受到冲击后，不会立即显示可被高光谱成像系统分析的损伤面积。因此，需要对冲击后的待测材料置于预构建的保温器中在于设的保温时间及保温温度下存储，加快冲击材料损伤部分的变化，使得损伤面积可以被高光谱成像系统分析。分析材料是可以被高光谱成像系统分析损伤面积的材料，且分析材料的数量与待测材料的数量相同。另外的，对高光谱图像采集器进行加热的目的是：减少甚至避免高光谱图像采集器所采集的图像发生偏移及失真等会影响分析结果的因素。
可理解的是，预设保温器的加热时间及加热温度，要结合待测材料的种类进行合理的设置。一般情况下，根据经验对加热时间及加热温度进行设置。另外的，如果保温时长不足将导致待测材料被冲击的部分，因为高光谱成像系统无法进行完整的识别导致对待测材料冲击损伤分析的不准确；如果保温时长过长将导致待测材料被冲击的部分与未被冲击的部分难以区分，导致对待测材料冲击分析的不准确。
示例性的，待测材料为苹果，则设置保温器的保温温度为30度，保温时长为2小时；待测材料为梨子，则设置保温器的保温温度为30度保温时长为1小时。
S4、基于旋转角度将所述多个冲击能量划分为多个冲击能量组，从所述多个冲击能量组中依次提取冲击能量组。
可理解的是，多个冲击能量是由不同旋转角度执行冲击后，所得的。因此，可以基于旋转角度将所述多个冲击能量划分为多个冲击能量组。
示例性的，共有10个待测材料，将10个待测材料在五个旋转角度下，均匀执行冲击，一共得到10个冲击能量，旋转角度分别为：10度、20度、30度、40度及50度，因此可以根据旋转角度将所述10个冲击能量划分为5个冲击能量组，其中每个冲击能量组中包含两个冲击能量。
进一步地，对所提取的每个冲击能量组均执行如下操作：
基于冲击能量组计算能量均值，确认每个冲击能量组中冲击能量对应的一个或多个分析材料，利用预构建的加热图像采集器采集所述一个或多个分析材料的分析高光谱图像，其中，加热图像采集器为加热至保温温度的高光谱图像采集器，对分析高光谱图像进行黑白校正，得到校正图像，基于校正图像获取一个或多个分析材料的目标损伤面积。
进一步地，所述对分析高光谱图像进行黑白校正，得到校正图像，包括：
对高光谱图像进行黑白校正，校正公式如下所示：
其中，为校正后的图像，/>为利用加热图像采集器所采集的待测材料高光谱图像，/>为全黑校准图像，/>为全白校准图像。
需解释的是，由于高光谱图像容易受到暗电流或者光照不均匀等因素的印象，因此在处理高光谱图像之前需要进行黑白校正。全白校准图像为扫描由聚四氟乙烯材料制成的白板从而获得的全白标准图像。全黑校准图像为利用镜头盖将镜头盖住后，进行扫描得到的全黑的校准图像。
详细地，所述基于冲击能量组计算能量均值，计算公式如下所示：
其中，为能量均值，/>为冲击能量组中冲击能量的个数，/>为冲击能量组中第/>个冲击能量。
详细地，所述基于冲击能量组计算能量均值之前，还包括：
利用预构建的数值筛选方法筛选所述冲击能量组中的多个冲击能量，得到目标冲击能量；
基于目标冲击能量计算能量均值。
需解释的是，利用能量均值作为评估标准，弱化了冲击误差对评估的影响，能量均值为冲击能量组中冲击能量的均值。所述数值筛选方法包括：设置置信区间，利用置信区间从冲击能量组中的多个冲击能量中筛选出目标冲击能量，基于目标冲击能量计算能量均值。所述利用置信区间从冲击能量组中的多个冲击能量中筛选出目标冲击能量的方法为现有方法，在此不再赘述。
详细地，参阅图3所示，所述基于校正图像获取一个或多个分析材料的目标损伤面积，包括：
S41、利用预构建的图像降噪方法降噪所述校正图像，得到降噪图像；
S42、利用预构建的图像分析方法分析所述降噪图像，得到初始损伤面积；
S43、基于所述初始损伤面积计算目标损伤面积，其中，目标损伤面积为初始损伤面积的均值。
进一步地，初始损伤面积为基于降噪图像获取的待测材料在冲击后冲击损伤的面积。在基于所述初始损伤面积计算目标损伤面积之前，对初始损伤面积进行筛选，所述对对初始损伤面积进行筛选的方法与所述筛选所述冲击能量组中的多个冲击能量的方法相同，并能取得相同的作用效果，在此不再赘述。
需解释的是，图像降噪方法为对图像进行降噪处理的方法，降低或者避免光谱数据在谱线平移、高频随机噪声及光散射等因素的影响。可选择的，采用平滑算法对光谱数据进行处理，所选取的选择多项式为2项，平滑窗口的大小为7，对原始光谱进行处理。所述图像降噪方法为现有技术，在此不再赘述。
进一步地，所述图像分析方法包括：基于降噪图像划分ROI，采用OTSU方法对所述降噪图像进行自适应阈值分割和形态学开运算及形态学闭运算，得到损伤区域。利用预训练的神经网络，检测所述损伤区域，得到初始损伤面积。所述图像分析方法分析所述降噪图像及基于神经网络获取初始损伤面积均为现有技术，在此不再赘述。
S5、汇总所述目标损伤面积及能量均值，拟合所述能量均值及损伤面积的直方图，实现对待测材料的冲击损伤分析。
可理解的，所述拟合所述能量均值及损伤面积的直方图包括：利用直方图拟合软件对能量均值及损伤面积进行拟合，得到直方图。可选择的，直方图拟合软件为origin。
示例性的，汇总的损伤面积为1平方厘米、2平方厘米及3平方厘米，汇总的能量均值为10焦耳、20焦耳及30焦耳，基于损伤面积及能量均值拟合出损伤面积随能量均值变化的直方图。
为解决背景技术所述问题，本发明实施例根据冲击指令确认冲击环境，其中，冲击环境包括：角速度传感器、冲击器、材料固定器及待测材料集，待测材料集中包含多个待测材料。可见本发明实施例在接收冲击指令时，就考虑到了对待测材料进行冲击损伤的分析时，不能仅考虑一个待测材料。因此，在冲击环境的待测材料集预设了多个待测材料。预设旋转角度集，其中，旋转角度集包括冲击摆臂的多个旋转角度，且每个旋转角度均与待测材料集中至少一个待测材料对应，可见本发明实施例，根据旋转角度改变对待测材料进行不同旋转角度下的冲击，进一步地，增加了对待测材料的冲击损伤分析的准确性。基于所述平衡关系式求解半球形冲头的固定距离，确认基于固定距离固定所述材料固定器及半球形冲头的位置后，基于冲击转动惯量关系式求解冲击能量。可见本发明实施例在对待测材料执行冲击时，考虑了冲击环境中执行冲击的机构自身对冲击损伤分析的影响，进一步地，根据平衡关系式求解半球形冲头的固定距离，确认基于固定距离固定所述材料固定器及半球形冲头的位置后，才执行对待测材料的冲击。基于冲击能量组计算能量均值，确认每个冲击能量组中冲击能量对应的一个或多个分析材料，可见本发明实施例，利用能量均值作为对待测材料冲击损伤分析的依据，进一步地，增强了待测材料冲击损伤分析结果的准确性。因此本发明提出的基于高光谱成像技术结合力学参数的冲击损伤分析方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质，可以解决对水果冲击损伤分析结果不准确的问题。
如图4所示，是本发明一实施例提供的基于高光谱成像技术结合力学参数的冲击损伤分析装置的功能模块图。
本发明所述基于高光谱成像技术结合力学参数的冲击损伤分析装置100可以安装于电子设备中。根据实现的功能，所述基于高光谱成像技术结合力学参数的冲击损伤分析装置100可以包括冲击指令接收及冲击环境确认模块101、冲击能量求解模块102、待测材料预处理模块103、冲击损伤面积求解模块104及冲击损伤分析模块105。本发明所述模块也可以称之为单元，是指一种能够被电子设备处理器所执行，并且能够完成固定功能的一系列计算机程序段，其存储在电子设备的存储器中。
所述冲击指令接收及冲击环境确认模块101，用于接收冲击指令，基于冲击指令确认冲击环境，其中，冲击环境包括：角速度传感器、冲击器、材料固定器及待测材料集，待测材料集中包含多个待测材料，冲击器由冲击摆臂及可固定在冲击摆臂上的半球形冲头构成，冲击摆臂的一端为旋转端且冲击摆臂可围绕旋转端进行旋转，角速度传感器固定在冲击摆臂的旋转端并且可用于测量冲击摆臂的角速度，角速度传感器与所述材料固定器位于同一水平线；
所述冲击能量求解模块102，用于获取冲击摆臂的摆臂长度，基于摆臂长度计算冲击摆臂的转动惯量，计算公式如下所示：
其中，为冲击摆臂的转动惯量，/>为冲击摆臂的质量，/>为冲击摆臂的长度；
预设旋转角度集，其中，旋转角度集包括冲击摆臂的多个旋转角度，且每个旋转角度均与待测材料集中至少一个待测材料对应，从所述旋转角度集中依次提取旋转角度，并对所提取的旋转角度均执行如下操作：
确定所提取的旋转角度对应的一个或多个待测材料，得到待测材料数，其中，/>表示旋转角度集中第/>个旋转角度对应的待测材料数，保持所提取的旋转角度不变的前提下，计算每个对应的待测材料的冲击能量，其中，冲击能量的计算包括：
根据角速度传感器和旋转角度，获取冲击角速度及回弹角速度，利用所述冲击角速度、回弹角速度及转动惯量构建平衡关系式，其中，冲击角速度及回弹角速度分别为冲击摆臂冲击待测材料前及冲击待测材料后冲击摆臂的角速度；
基于所述平衡关系式求解半球形冲头的固定距离，确认基于固定距离固定所述材料固定器及半球形冲头的位置后，得到冲击器，获取冲头半径，其中，冲头半径为半球形冲头的半径，基于冲头半径构建冲击转动惯量关系式，基于冲击转动惯量关系式求解冲击能量；
所述待测材料预处理模块103，用于汇总每个待测材料的冲击能量，得到多个冲击能量，其中，冲击能量数与待测材料数相同，将每个旋转角度下执行冲击后的所有待测材料置于预构建的保温器中，其中，预设了保温器的保温温度及保温时间，确认待测材料在所述保温器中储存时间为保温时间后，得到多个分析材料；
所述冲击损伤面积求解模块104，用于基于旋转角度将所述多个冲击能量划分为多个冲击能量组，从所述多个冲击能量组中依次提取冲击能量组，并对所提取的每个冲击能量组均执行如下操作：
基于冲击能量组计算能量均值，确认每个冲击能量组中冲击能量对应的一个或多个分析材料，利用预构建的加热图像采集器采集所述一个或多个分析材料的分析高光谱图像，其中，加热图像采集器为加热至保温温度的高光谱图像采集器，对分析高光谱图像进行黑白校正，得到校正图像，基于校正图像获取一个或多个分析材料的目标损伤面积；
所述冲击损伤分析模块105，用于汇总所述目标损伤面积及能量均值，拟合所述能量均值及损伤面积的直方图，实现对待测材料的冲击损伤分析。
如图5所示，是本发明一实施例提供的实现基于高光谱成像技术结合力学参数的冲击损伤分析方法的电子设备的结构示意图。
所述电子设备1可以包括处理器10、存储器11和总线，还可以包括存储在所述存储器11中并可在所述处理器10上运行的计算机程序，如基于高光谱成像技术结合力学参数的冲击损伤分析方法程序12。
其中，所述存储器11至少包括一种类型的可读存储介质，所述可读存储介质包括闪存、移动硬盘、多媒体卡、卡型存储器（例如：SD或DX存储器等）、磁性存储器、磁盘、光盘等。所述存储器11在一些实施例中可以是电子设备1的内部存储单元，例如该电子设备1的移动硬盘。所述存储器11在另一些实施例中也可以是电子设备1的外部存储设备，例如电子设备1上配备的插接式移动硬盘、智能存储卡（Smart Media Card， SMC）、安全数字（SecureDigital， SD）卡、闪存卡（Flash Card）等。进一步地，所述存储器11还可以既包括电子设备1的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器11不仅可以用于存储安装于电子设备1的应用软件及各类数据，例如基于高光谱成像技术结合力学参数的冲击损伤分析方法程序12的代码等，还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
所述处理器10在一些实施例中可以由集成电路组成，例如可以由单个封装的集成电路所组成，也可以是由多个相同功能或不同功能封装的集成电路所组成，包括一个或者多个中央处理器（Central Processing unit，CPU）、微处理器、数字处理芯片、图形处理器及各种控制芯片的组合等。所述处理器10是所述电子设备的控制核心（Control Unit），利用各种接口和线路连接整个电子设备的各个部件，通过运行或执行存储在所述存储器11内的程序或者模块（例如基于高光谱成像技术结合力学参数的冲击损伤分析方法程序等），以及调用存储在所述存储器11内的数据，以执行电子设备1的各种功能和处理数据。
所述总线可以是外设部件互连标准（peripheral component interconnect，简称PCI）总线或扩展工业标准结构（extended industry standard architecture，简称EISA）总线等。该总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。所述总线被设置为实现所述存储器11以及至少一个处理器10等之间的连接通信。
图5仅示出了具有部件的电子设备，本领域技术人员可以理解的是，图5示出的结构并不构成对所述电子设备1的限定，可以包括比图示更少或者更多的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
例如，尽管未示出，所述电子设备1还可以包括给各个部件供电的电源（比如电池），优选地，电源可以通过电源管理装置与所述至少一个处理器10逻辑相连，从而通过电源管理装置实现充电管理、放电管理、以及功耗管理等功能。电源还可以包括一个或一个以上的直流或交流电源、再充电装置、电源故障检测电路、电源转换器或者逆变器、电源状态指示器等任意组件。所述电子设备1还可以包括多种传感器、蓝牙模块、Wi-Fi模块等，在此不再赘述。
进一步地，所述电子设备1还可以包括网络接口，可选地，所述网络接口可以包括有线接口和/或无线接口（如WI-FI接口、蓝牙接口等），通常用于在该电子设备1与其他电子设备之间建立通信连接。
可选地，该电子设备1还可以包括用户接口，用户接口可以是显示器（Display）、输入单元（比如键盘（Keyboard）），可选地，用户接口还可以是标准的有线接口、无线接口。可选地，在一些实施例中，显示器可以是LED显示器、液晶显示器、触控式液晶显示器以及OLED（Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管）触摸器等。其中，显示器也可以适当的称为显示屏或显示单元，用于显示在电子设备1中处理的信息以及用于显示可视化的用户界面。
应该了解，所述实施例仅为说明之用，在专利申请范围上并不受此结构的限制。
所述电子设备1中的所述存储器11存储的基于高光谱成像技术结合力学参数的冲击损伤分析方法程序12是多个指令的组合，在所述处理器10中运行时，可以实现：
接收冲击指令，基于冲击指令确认冲击环境，其中，冲击环境包括：角速度传感器、冲击器、材料固定器及待测材料集，待测材料集中包含多个待测材料，冲击器由冲击摆臂及可固定在冲击摆臂上的半球形冲头构成，冲击摆臂的一端为旋转端且冲击摆臂可围绕旋转端进行旋转，角速度传感器固定在冲击摆臂的旋转端并且可用于测量冲击摆臂的角速度，角速度传感器与所述材料固定器位于同一水平线；
获取冲击摆臂的摆臂长度，基于摆臂长度计算冲击摆臂的转动惯量，计算公式如下所示：
其中，为冲击摆臂的转动惯量，/>为冲击摆臂的质量，/>为冲击摆臂的长度；
预设旋转角度集，其中，旋转角度集包括冲击摆臂的多个旋转角度，且每个旋转角度均与待测材料集中至少一个待测材料对应，从所述旋转角度集中依次提取旋转角度，并对所提取的旋转角度均执行如下操作：
确定所提取的旋转角度对应的一个或多个待测材料，得到待测材料数，其中，/>表示旋转角度集中第/>个旋转角度对应的待测材料数，保持所提取的旋转角度不变的前提下，计算每个对应的待测材料的冲击能量，其中，冲击能量的计算包括：
根据角速度传感器和旋转角度，获取冲击角速度及回弹角速度，利用所述冲击角速度、回弹角速度及转动惯量构建平衡关系式，其中，冲击角速度及回弹角速度分别为冲击摆臂冲击待测材料前及冲击待测材料后冲击摆臂的角速度；
基于所述平衡关系式求解半球形冲头的固定距离，确认基于固定距离固定所述材料固定器及半球形冲头的位置后，得到冲击器，获取冲头半径，其中，冲头半径为半球形冲头的半径，基于冲头半径构建冲击转动惯量关系式，基于冲击转动惯量关系式求解冲击能量；
汇总每个待测材料的冲击能量，得到多个冲击能量，其中，冲击能量数与待测材料数相同，将每个旋转角度下执行冲击后的所有待测材料置于预构建的保温器中，其中，预设了保温器的保温温度及保温时间，确认待测材料在所述保温器中储存时间为保温时间后，得到多个分析材料；
基于旋转角度将所述多个冲击能量划分为多个冲击能量组，从所述多个冲击能量组中依次提取冲击能量组，并对所提取的每个冲击能量组均执行如下操作：
基于冲击能量组计算能量均值，确认每个冲击能量组中冲击能量对应的一个或多个分析材料，利用预构建的加热图像采集器采集所述一个或多个分析材料的分析高光谱图像，其中，加热图像采集器为加热至保温温度的高光谱图像采集器，对分析高光谱图像进行黑白校正，得到校正图像，基于校正图像获取一个或多个分析材料的目标损伤面积；
汇总所述目标损伤面积及能量均值，拟合所述能量均值及损伤面积的直方图，实现对待测材料的冲击损伤分析。
具体地，所述处理器10对上述指令的具体实现方法可参考图1至图3对应实施例中相关步骤的描述，在此不赘述。
进一步地，所述电子设备1集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读存储介质中。所述计算机可读存储介质可以是易失性的，也可以是非易失性的。例如，所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序在被电子设备的处理器所执行时，可以实现：
接收冲击指令，基于冲击指令确认冲击环境，其中，冲击环境包括：角速度传感器、冲击器、材料固定器及待测材料集，待测材料集中包含多个待测材料，冲击器由冲击摆臂及可固定在冲击摆臂上的半球形冲头构成，冲击摆臂的一端为旋转端且冲击摆臂可围绕旋转端进行旋转，角速度传感器固定在冲击摆臂的旋转端并且可用于测量冲击摆臂的角速度，角速度传感器与所述材料固定器位于同一水平线；
获取冲击摆臂的摆臂长度，基于摆臂长度计算冲击摆臂的转动惯量，计算公式如下所示：
其中，为冲击摆臂的转动惯量，/>为冲击摆臂的质量，/>为冲击摆臂的长度；
预设旋转角度集，其中，旋转角度集包括冲击摆臂的多个旋转角度，且每个旋转角度均与待测材料集中至少一个待测材料对应，从所述旋转角度集中依次提取旋转角度，并对所提取的旋转角度均执行如下操作：
确定所提取的旋转角度对应的一个或多个待测材料，得到待测材料数，其中，/>表示旋转角度集中第/>个旋转角度对应的待测材料数，保持所提取的旋转角度不变的前提下，计算每个对应的待测材料的冲击能量，其中，冲击能量的计算包括：
根据角速度传感器和旋转角度，获取冲击角速度及回弹角速度，利用所述冲击角速度、回弹角速度及转动惯量构建平衡关系式，其中，冲击角速度及回弹角速度分别为冲击摆臂冲击待测材料前及冲击待测材料后冲击摆臂的角速度；
基于所述平衡关系式求解半球形冲头的固定距离，确认基于固定距离固定所述材料固定器及半球形冲头的位置后，得到冲击器，获取冲头半径，其中，冲头半径为半球形冲头的半径，基于冲头半径构建冲击转动惯量关系式，基于冲击转动惯量关系式求解冲击能量；
汇总每个待测材料的冲击能量，得到多个冲击能量，其中，冲击能量数与待测材料数相同，将每个旋转角度下执行冲击后的所有待测材料置于预构建的保温器中，其中，预设了保温器的保温温度及保温时间，确认待测材料在所述保温器中储存时间为保温时间后，得到多个分析材料；
基于旋转角度将所述多个冲击能量划分为多个冲击能量组，从所述多个冲击能量组中依次提取冲击能量组，并对所提取的每个冲击能量组均执行如下操作：
基于冲击能量组计算能量均值，确认每个冲击能量组中冲击能量对应的一个或多个分析材料，利用预构建的加热图像采集器采集所述一个或多个分析材料的分析高光谱图像，其中，加热图像采集器为加热至保温温度的高光谱图像采集器，对分析高光谱图像进行黑白校正，得到校正图像，基于校正图像获取一个或多个分析材料的目标损伤面积；
汇总所述目标损伤面积及能量均值，拟合所述能量均值及损伤面积的直方图，实现对待测材料的冲击损伤分析。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。
所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块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。
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能模块的形式实现。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。
因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附关联图标记视为限制所涉及的权利要求。
本发明所指区块链是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。区块链(Blockchain)，本质上是一个去中心化的数据库，是一串使用密码学方法相关联产生的数据块，每一个数据块中包含了一批次网络交易的信息，用于验证其信息的有效性(防伪)和生成下一个区块。区块链可以包括区块链底层平台、平台产品服务层以及应用服务层等。
此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。系统权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种基于高光谱成像技术结合力学参数的冲击损伤分析方法，其特征在于，所述方法包括：
接收冲击指令，基于冲击指令确认冲击环境，其中，冲击环境包括：角速度传感器、冲击器、材料固定器及待测材料集，待测材料集中包含多个待测材料，冲击器由冲击摆臂及可固定在冲击摆臂上的半球形冲头构成，冲击摆臂的一端为旋转端且冲击摆臂可围绕旋转端进行旋转，角速度传感器固定在冲击摆臂的旋转端并且可用于测量冲击摆臂的角速度，角速度传感器与所述材料固定器位于同一水平线；
获取冲击摆臂的摆臂长度，基于摆臂长度计算冲击摆臂的转动惯量，计算公式如下所示：
其中，为冲击摆臂的转动惯量，/>为冲击摆臂的质量，/>为冲击摆臂的长度；
预设旋转角度集，其中，旋转角度集包括冲击摆臂的多个旋转角度，且每个旋转角度均与待测材料集中至少一个待测材料对应，从所述旋转角度集中依次提取旋转角度，并对所提取的旋转角度均执行如下操作：
确定所提取的旋转角度对应的一个或多个待测材料，得到待测材料数，其中，/>表示旋转角度集中第/>个旋转角度对应的待测材料数，保持所提取的旋转角度不变的前提下，计算每个对应的待测材料的冲击能量，其中，冲击能量的计算包括：
根据角速度传感器和旋转角度，获取冲击角速度及回弹角速度，利用所述冲击角速度、回弹角速度及转动惯量构建平衡关系式，其中，冲击角速度及回弹角速度分别为冲击摆臂冲击待测材料前及冲击待测材料后冲击摆臂的角速度；
基于所述平衡关系式求解半球形冲头的固定距离，确认基于固定距离固定所述材料固定器及半球形冲头的位置后，得到冲击器，获取冲头半径，其中，冲头半径为半球形冲头的半径，基于冲头半径构建冲击转动惯量关系式，基于冲击转动惯量关系式求解冲击能量；
汇总每个待测材料的冲击能量，得到多个冲击能量，其中，冲击能量数与待测材料数相同，将每个旋转角度下执行冲击后的所有待测材料置于预构建的保温器中，其中，预设了保温器的保温温度及保温时间，确认待测材料在所述保温器中储存时间为保温时间后，得到多个分析材料；
基于旋转角度将所述多个冲击能量划分为多个冲击能量组，从所述多个冲击能量组中依次提取冲击能量组，并对所提取的每个冲击能量组均执行如下操作：
基于冲击能量组计算能量均值，确认每个冲击能量组中冲击能量对应的一个或多个分析材料，利用预构建的加热图像采集器采集所述一个或多个分析材料的分析高光谱图像，其中，加热图像采集器为加热至保温温度的高光谱图像采集器，对分析高光谱图像进行黑白校正，得到校正图像，基于校正图像获取一个或多个分析材料的目标损伤面积；
汇总所述目标损伤面积及能量均值，拟合所述能量均值及损伤面积的直方图，实现对待测材料的冲击损伤分析。
2.如权利要求1所述的基于高光谱成像技术结合力学参数的冲击损伤分析方法，其特征在于，所述基于所述平衡关系式求解半球形冲头的固定距离，包括：
所述平衡关系式为：
其中，为冲击摆臂冲击待测材料前冲击摆臂的角速度，/>冲击摆臂冲击待测材料后冲击摆臂的角速度，/>为冲击摆臂在冲击待测材料时的碰撞冲量，/>为半球形冲头的固定距离；
基于所述平衡关系式构建平衡分量关系式，利用平衡分量关系式求解固定距离。
3.如权利要求2所述的基于高光谱成像技术结合力学参数的冲击损伤分析方法，其特征在于，所述基于所述平衡关系式构建平衡分量关系式，利用平衡分量关系式求解固定距离，包括：
平衡分量关系式为：
其中，为碰撞冲量在垂直于角度传感器与材料固定器所位于同一水平线上的碰撞冲量的分量，/>为碰撞冲量在角度传感器与材料固定器所位于同一水平线上的碰撞冲量的分量；
基于所述平衡分量关系式求解固定距离，计算公式如下所示：
其中，表示半球形冲头的固定点与旋转端之间的固定距离的距离系数。
4.如权利要求3所述的基于高光谱成像技术结合力学参数的冲击损伤分析方法，其特征在于，所述冲击转动惯量关系式为：
其中，为冲击器的冲击转动惯量，/>为半球形冲头的质量，/>为半球体冲头的半径，/>为半球形冲头转动惯量修正系数。
5.如权利要求4所述的基于高光谱成像技术结合力学参数的冲击损伤分析方法，其特征在于，所述基于冲击转动惯量关系式求解冲击能量，计算公式如下所示：
其中，为冲击能量，/>为冲击器冲击待测材料前的角速度，/>为冲击器冲击待测材料后的角速度。
6.如权利要求1所述的基于高光谱成像技术结合力学参数的冲击损伤分析方法，其特征在于，所述对分析高光谱图像进行黑白校正，得到校正图像，包括：
对高光谱图像进行黑白校正，校正公式如下所示：
其中，为校正后的图像，/>为利用加热图像采集器所采集的待测材料高光谱图像，/>为全黑校准图像，/>为全白校准图像。
7.如权利要求1所述的基于高光谱成像技术结合力学参数的冲击损伤分析方法，其特征在于，所述确认待测材料在所述保温器中储存时间为保温时间后，包括：
获取待测材料在所述保温器中的储存时间，比较储存时间与保温时间的大小；
若所述储存时间小于保温时间，则提示待测材料在保温器中的保温时长不足；
若所述储存时间等于保温时间，则确认待测材料在保温器中的储存时间为保温时间；
若所述储存时间大于保温时间，则提示待测材料在保温器中变质且无法使用。
8.如权利要求1所述的基于高光谱成像技术结合力学参数的冲击损伤分析方法，其特征在于，所述基于冲击能量组计算能量均值，计算公式如下所示：
其中，为能量均值，/>为冲击能量组中冲击能量的个数，/>为冲击能量组中第/>个冲击能量。
9.如权利要求1所述的基于高光谱成像技术结合力学参数的冲击损伤分析方法，其特征在于，所述基于校正图像获取一个或多个分析材料的目标损伤面积，包括：
利用预构建的图像降噪方法降噪所述校正图像，得到降噪图像；
利用预构建的图像分析方法分析所述降噪图像，得到初始损伤面积；
基于所述初始损伤面积计算目标损伤面积，其中，目标损伤面积为初始损伤面积的均值。
10.一种基于高光谱成像技术结合力学参数的冲击损伤分析装置，其特征在于，所述装置包括：
冲击指令接收及冲击环境确认模块，用于接收冲击指令，基于冲击指令确认冲击环境，其中，冲击环境包括：角速度传感器、冲击器、材料固定器及待测材料集，待测材料集中包含多个待测材料，冲击器由冲击摆臂及可固定在冲击摆臂上的半球形冲头构成，冲击摆臂的一端为旋转端且冲击摆臂可围绕旋转端进行旋转，角速度传感器固定在冲击摆臂的旋转端并且可用于测量冲击摆臂的角速度，角速度传感器与所述材料固定器位于同一水平线；
冲击能量求解模块，用于获取冲击摆臂的摆臂长度，基于摆臂长度计算冲击摆臂的转动惯量，计算公式如下所示：
其中，为冲击摆臂的转动惯量，/>为冲击摆臂的质量，/>为冲击摆臂的长度；
预设旋转角度集，其中，旋转角度集包括冲击摆臂的多个旋转角度，且每个旋转角度均与待测材料集中至少一个待测材料对应，从所述旋转角度集中依次提取旋转角度，并对所提取的旋转角度均执行如下操作：
确定所提取的旋转角度对应的一个或多个待测材料，得到待测材料数，其中，/>表示旋转角度集中第/>个旋转角度对应的待测材料数，保持所提取的旋转角度不变的前提下，计算每个对应的待测材料的冲击能量，其中，冲击能量的计算包括：
根据角速度传感器和旋转角度，获取冲击角速度及回弹角速度，利用所述冲击角速度、回弹角速度及转动惯量构建平衡关系式，其中，冲击角速度及回弹角速度分别为冲击摆臂冲击待测材料前及冲击待测材料后冲击摆臂的角速度；
基于所述平衡关系式求解半球形冲头的固定距离，确认基于固定距离固定所述材料固定器及半球形冲头的位置后，得到冲击器，获取冲头半径，其中，冲头半径为半球形冲头的半径，基于冲头半径构建冲击转动惯量关系式，基于冲击转动惯量关系式求解冲击能量；
待测材料预处理模块，用于汇总每个待测材料的冲击能量，得到多个冲击能量，其中，冲击能量数与待测材料数相同，将每个旋转角度下执行冲击后的所有待测材料置于预构建的保温器中，其中，预设了保温器的保温温度及保温时间，确认待测材料在所述保温器中储存时间为保温时间后，得到多个分析材料；
冲击损伤面积求解模块，用于基于旋转角度将所述多个冲击能量划分为多个冲击能量组，从所述多个冲击能量组中依次提取冲击能量组，并对所提取的每个冲击能量组均执行如下操作：
基于冲击能量组计算能量均值，确认每个冲击能量组中冲击能量对应的一个或多个分析材料，利用预构建的加热图像采集器采集所述一个或多个分析材料的分析高光谱图像，其中，加热图像采集器为加热至保温温度的高光谱图像采集器，对分析高光谱图像进行黑白校正，得到校正图像，基于校正图像获取一个或多个分析材料的目标损伤面积；
冲击损伤分析模块，用于汇总所述目标损伤面积及能量均值，拟合所述能量均值及损伤面积的直方图，实现对待测材料的冲击损伤分析。
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