[發明專利]一種測試光纖陀螺去耦系數的設備及測試方法

無效

• 申請號: 201019060022.6
• 申請日: 2010-02-08
• 公開（公告）號: CN101793530A
• 公開（公告）日: 2010-08-04
• 發明（設計）人: 魯新平;李吉成;王成春;李劍武;羅宇謙;余知音;張理明
• 申請（專利權）人: 長沙高新開發區迪內斯電子科技發展有限公司
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種測試光纖陀螺去耦系數的測試方法，其設備包括：激光器、測試裝置、 轉臺運動采集卡、485接口、數據分析系統、圖像采集卡、高速攝像機、投影 屏幕，其特征在于，根據所述的激光器發射出的激光照射到被測設備后產生 反射，反射光在幕布上形成極小圓斑，高速攝像機實時獲取光斑在幕布上的 運動軌跡圖像，并將圖像傳輸到計算機數據分析系統，當被測設備在方位、 俯仰軸產生運動時，光斑在幕布上形成與被測設備運動參數及運動精度相對 應的運動軌跡，計算機分析系統通過對獲取的高速圖像序列中的光斑進行分 割、識別和跟蹤，在時間方向上對圓斑的運動曲線進行擬合，然后基于擬合 曲線計算出運動信息，結合轉臺運動信息，計算出各種待測光纖陀螺的性能 參數，本方法包括以下主要步驟：

(1)光斑目標自動識別與連續跟蹤：設計光斑目標自動識別與跟蹤技術 方案；

(2)圖像預處理：對所獲取的紅外圖像進行圖像增強處理，達到抑制噪 聲，增強目標的目的，便于后續的圖像分割處理，為了保證處理的實時性， 算法應簡單高效，這里擬采用“+”形中值濾波方法；

設f(i，j)為輸入圖像中的某象素的灰度值，采用“+”形中值濾波器濾波 后圖像中相應象素的灰度值y(i，j)為

y(i，j)＝f(i，j)-f′(i，j)

其中f′(i，j)為窗口內灰度值的中值，

f′(i，j)＝med{f(i-N，j)，Λ，f(i，j)，Λ，f(i+N，j)；f(i，j-N)，Λ，f(i，j)，Λ，f(i，j+N)}

N為濾波半徑，med{·}為取中值運算；

(3)自適應目標分割，經過去噪預處理后，接下來的任務是從中分割出可 能的目標像素點，由于光斑目標與背景的對比度較高，且一般是均勻背景， 所以本方案采用的是基于全局圖像統計特性通過圖像均值和方差的自適應門 限分割算法，

設輸入圖像為f_H(i，j，k)，門限處理后的圖像為g(i，j，k)，門限值為Th(k)， 則有

g(i,j,k)=fH(i,j,k)fH(i,j,k)≥Th(k)0fH(i,j,k)πTh(k)]]>

式中，Th(k)是隨序列圖像的變化而自適應的改變，即：

Th(k)＝mean(k)+λ×var(k)

其中，λ為權值，一般取λ＝3～5分別表示第k幀去噪后的圖像灰度均值 和方差，設輸入圖像的大小為N₁×N₂，則圖像均值和方差可表示為：

mean(k)=1N1×N2Σi=0N1-1Σj=0N2-1(fH(i,j,k))]]>

var(k)=1N1×N2Σi=0N1-1Σj=0N2-1[fH(i,j,k)-mean(k)]2]]>

(4)目標識別技術，選擇如下的光斑識別用特征：潛在目標區域的面積、 潛在目標區域的圓度、潛在目標區域的質心坐標、潛在目標區域平均灰度 值、潛在目標區域幀間運動速度、潛在目標區域對比度；

(5)光斑目標連續跟蹤，激光器發射出的激光照射到被測設備后產生反 射，反射光在幕布上形成一小圓斑，該圓斑為小目標或者斑點目標，在光斑 目標的跟蹤可以采用自適應質心跟蹤法，

目標質心估計由下式計算：

x^c=Σf1(i,j,k)·iΣf1(i,j,k)]]>y^c=Σf1(i,j,k)·jΣf1(i,j,k)]]>

表示目標質心x坐標估計值，表示目標質心y坐標估計值

f₁(i，j，k)為預處理后的圖像，求和運算是在整個跟蹤窗口內進行，目標是 激光器產生的激光照射到被測設備上的鏡面上在屏上產生的光斑，運動軌跡 可以自行設定，采用本方法的目標分割和識別方法獲得目標的位置初值，描 繪其真實運動軌跡，目標開始在圖像平面上做勻速運動，之后逐漸加速并改 變其運動方向試圖逃逸探測視場，采用自適應目標跟蹤方法得到的目標位置 估計值(x，y)與真實值的比較進而得出結果。