(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111364546.1 (22)申请日 2021.11.17 (71)申请人 中国航发沈阳发动机 研究所 地址 110015 辽宁省沈阳市沈河区万 莲路1 号 (72)发明人 叶贵明　于浩　张羽鹏　宋振宇　 葛俊峰　张宇　张磊　赵斌　 高佳祺　 (74)专利代理 机构 北京航信高科知识产权代理 事务所(普通 合伙) 11526 代理人 刘传准 (51)Int.Cl. G01K 11/125(2021.01) G06K 9/62(2022.01) G06N 20/00(2019.01) (54)发明名称 一种示温漆光谱自动判读方法及装置 (57)摘要 本申请涉及示 温漆温度测量领域， 为一种示 温漆温度判读方法， 先通过采集示温漆样板的漫 反射光谱数据， 对光谱数据进行预处理之后， 利 用提取的光谱数据的统计特征及机器学习算法 建立示温漆温度段识别模型和各个温度段内的 示温漆判读模型； 对待测件进行采集时， 采集待 测件上的示温漆漫反射光谱数据， 按照与示温漆 样板相同的光谱 数据预处理和特征提取方法， 提 取待测件上示温漆光谱数据的统计特征， 经温度 段识别模型， 判断被测位置温度的所属温度段； 最后， 用该温度段的段内示温漆判读模型， 获得 待测件上对应位置的温度值， 判读方便、 判读精 度高、 并且不受环境 光影响。 权利要求书2页 说明书6页 附图5页 CN 114112101 A 2022.03.01 CN 114112101 A 1.一种示温漆光谱自动判读方法， 其特 征在于： 包括 选择恰当的波长范围， 采集 示温漆样板的漫反射 光谱数据； 预处理样板上的光谱数据； 提取样板上的光谱数据的统计特 征； 建立示温漆温度段识别模型和各个温度段内的示温漆判读模型； 采集待测件上的示温漆漫反射 光谱数据； 预处理待测件上的光谱数据； 提取待测件上的光谱数据的统计特 征； 驱动示温漆温度段识别模型识别被测件温度所属的温度段； 驱动示温漆判读模型获取待测件上对应位置的温度值。 2.如权利要求1所述的示温漆光谱自动判读方法， 其特征在于： 所述光谱数据 预处理的 方法包括样本异常剔除和数据平 滑； 所述样本异常剔除为对光谱数据和平均光谱的距离大小进行计算， 根据 该距离与距离 阈值的大小关系 判定数据是否异常， 并将异常数据剔除； 所述数据平滑采用 在一定尺寸窗口下拟合多项式曲线更新当前点的光谱数据消除噪 声。 3.如权利要求1所述的示温漆光谱自动判读方法， 其特征在于： 提取所述光谱数据的统 计特征时， 均匀划分整个光谱的波长区间成K个波段， 提取每个波段上的统计特征； 所述统 计特征包括每个波段的光谱反射率曲线平均值、 均方值、 平均斜率、 波峰波谷个数、 每两个 波段的平均差值、 每两个波段的平均比值。 4.如权利要求3所述的示温漆光谱自动判读方法， 其特 征在于： 所述光谱数据的采集方法为， 采集标准白板上的光谱响应， 记作Rref； 采集无光源时的暗光谱响应， 记作Rdark； 采集温度为T的样板的漫反射 光谱响应， 记作R， 计算相对反射 率rT 其中， rT∈(0,100)， 每块温度为T的样板采集的光谱数据 要保存样板的光谱反射率rT及 对应的温度标签T， 并依次对不同温度值的样板进行光谱数据采样。 5.如权利要求1所述的示温漆光谱自动判读方法， 其特征在于： 所述示温漆温度段识别 模型建模时， 提取示温漆变色点数量信 息或示温漆样板颜色的聚类结果， 划分成示温漆颜色不突变 的M个温度段； 设置示温漆温度段类别标签， 设置每个温度段内不同温度样板的示温漆光谱数据为同 一类别， 提取每 个温度段内的光谱数据特 征值， 并用机器学习算法建立温度段识别模型。 6.如权利要求5所述的示温漆光谱自动判读方法， 其特征在于： 所述示温漆温度段识别 模型的具体建模方法为， 划分示温漆为M个不同的温度段， 获取不同温度段内的示温漆光谱数据； 按照8:2划分所有数据为训练集和验证集， 利用验证集进行模型训练， 利用验证集进行权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114112101 A 2模型测试和参数调优； 使用多种机器学习算法， 初步建立多种分类模型； 获取验证集 不同的分类结果， 选择正确率 最高的模型； 选取最优模型， 改变模型参数进行多次迭代， 确定最优参数， 建立最佳温度段识别模 型。 7.如权利要求1所述的示温漆光谱自动判读方法， 其特征在于： 每个温度段内建立不同 的示温漆判读模型， 所述 示温漆判读模型建模时， 设置每个温度段内不同温度样板的示温漆光谱数据为 不同的类别标签； 利用任一温度段所有不同温度样板的光谱数据特征值及机器学习算法建立该温度段 内的示温漆判读模型。 8.如权利要求7所述的示温漆光谱自动判读方法， 其特征在于： 所述示温漆判读模型具 体建模方法为， 设置温度段内不同温度样板的示温漆光谱数据为不同类别， 获取温度段内不同温度的 示温漆光谱数据； 按照8:2划分一个温度 段内的光谱数据为训练集和验证集， 利用验证集进行模型训练， 利用验证集进行模型测试和参数调优； 使用多种机器学习算法， 初步建立多种分类模型； 使用验证集测试模型， 获取不同分类模型输出结果的RSME和正确率指标， 确定最优模 型； 选取最优模型， 改变模型参数， 根据验证集的RMSE和正确率指标， 经过多次迭代， 确定 最优参数， 分别建立 不同温度段的示温漆判读模型。 9.一种示温漆温度判读装置， 其特征在于： 包括光源、 光纤探头(1)、 光谱仪和嵌入式计 算机(2)； 所述光纤探头(1)与光谱仪及光源相连， 所述光谱仪与 嵌入式计算机(2)相连， 所 述嵌入式计算机(2)上设有用于进行光谱温度判读和显示的触摸屏(3)。 10.如权利要求9所述的示温漆温度判读装置， 其特征在于： 所述光纤探头(1)包括Y型 光纤、 探头耦合件和弹簧套筒； 所述Y型光纤用于将光源发出的光传导至被测位置， 并将反 射光传导至光谱仪； 所述探头耦合件上设置不同的曲率以能够与不同曲率的待测件表面耦 合； 所述弹簧套 筒安装于 Y型光纤和探 头耦合件的外侧。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114112101 A 3