[發(fā)明專利]一種測試光纖陀螺去耦系數(shù)的設(shè)備及測試方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201019060022.6
• 申請(qǐng)日: 2010-02-08
• 公開（公告）號(hào): CN101793530A
• 公開（公告）日: 2010-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魯新平;李吉成;王成春;李劍武;羅宇謙;余知音;張理明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長沙高新開發(fā)區(qū)迪內(nèi)斯電子科技發(fā)展有限公司
• 主分類號(hào): G01C25/00
• 分類號(hào): 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(shù)的測試方法，其設(shè)備包括：激光器、測試裝置、 轉(zhuǎn)臺(tái)運(yùn)動(dòng)采集卡、485接口、數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)、圖像采集卡、高速攝像機(jī)、投影 屏幕，其特征在于，根據(jù)所述的激光器發(fā)射出的激光照射到被測設(shè)備后產(chǎn)生 反射，反射光在幕布上形成極小圓斑，高速攝像機(jī)實(shí)時(shí)獲取光斑在幕布上的 運(yùn)動(dòng)軌跡圖像，并將圖像傳輸?shù)接?jì)算機(jī)數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，當(dāng)被測設(shè)備在方位、 俯仰軸產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)時(shí)，光斑在幕布上形成與被測設(shè)備運(yùn)動(dòng)參數(shù)及運(yùn)動(dòng)精度相對(duì) 應(yīng)的運(yùn)動(dòng)軌跡，計(jì)算機(jī)分析系統(tǒng)通過對(duì)獲取的高速圖像序列中的光斑進(jìn)行分 割、識(shí)別和跟蹤，在時(shí)間方向上對(duì)圓斑的運(yùn)動(dòng)曲線進(jìn)行擬合，然后基于擬合 曲線計(jì)算出運(yùn)動(dòng)信息，結(jié)合轉(zhuǎn)臺(tái)運(yùn)動(dòng)信息，計(jì)算出各種待測光纖陀螺的性能 參數(shù)，本方法包括以下主要步驟：

(1)光斑目標(biāo)自動(dòng)識(shí)別與連續(xù)跟蹤：設(shè)計(jì)光斑目標(biāo)自動(dòng)識(shí)別與跟蹤技術(shù) 方案；

(2)圖像預(yù)處理：對(duì)所獲取的紅外圖像進(jìn)行圖像增強(qiáng)處理，達(dá)到抑制噪 聲，增強(qiáng)目標(biāo)的目的，便于后續(xù)的圖像分割處理，為了保證處理的實(shí)時(shí)性， 算法應(yīng)簡單高效，這里擬采用“+”形中值濾波方法；

設(shè)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(yīng)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(nèi)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(yùn)算；

(3)自適應(yīng)目標(biāo)分割，經(jīng)過去噪預(yù)處理后，接下來的任務(wù)是從中分割出可 能的目標(biāo)像素點(diǎn)，由于光斑目標(biāo)與背景的對(duì)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(tǒng)計(jì)特性通過圖像均值和方差的自適應(yīng)門 限分割算法，

設(shè)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(yīng)的改變，即：

Th(k)＝mean(k)+λ×var(k)

其中，λ為權(quán)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(shè)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(biāo)識(shí)別技術(shù)，選擇如下的光斑識(shí)別用特征：潛在目標(biāo)區(qū)域的面積、 潛在目標(biāo)區(qū)域的圓度、潛在目標(biāo)區(qū)域的質(zhì)心坐標(biāo)、潛在目標(biāo)區(qū)域平均灰度 值、潛在目標(biāo)區(qū)域幀間運(yùn)動(dòng)速度、潛在目標(biāo)區(qū)域?qū)Ρ榷龋?

(5)光斑目標(biāo)連續(xù)跟蹤，激光器發(fā)射出的激光照射到被測設(shè)備后產(chǎn)生反 射，反射光在幕布上形成一小圓斑，該圓斑為小目標(biāo)或者斑點(diǎn)目標(biāo)，在光斑 目標(biāo)的跟蹤可以采用自適應(yīng)質(zhì)心跟蹤法，

目標(biāo)質(zhì)心估計(jì)由下式計(jì)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(biāo)質(zhì)心x坐標(biāo)估計(jì)值，表示目標(biāo)質(zhì)心y坐標(biāo)估計(jì)值

f₁(i，j，k)為預(yù)處理后的圖像，求和運(yùn)算是在整個(gè)跟蹤窗口內(nèi)進(jìn)行，目標(biāo)是 激光器產(chǎn)生的激光照射到被測設(shè)備上的鏡面上在屏上產(chǎn)生的光斑，運(yùn)動(dòng)軌跡 可以自行設(shè)定，采用本方法的目標(biāo)分割和識(shí)別方法獲得目標(biāo)的位置初值，描 繪其真實(shí)運(yùn)動(dòng)軌跡，目標(biāo)開始在圖像平面上做勻速運(yùn)動(dòng)，之后逐漸加速并改 變其運(yùn)動(dòng)方向試圖逃逸探測視場，采用自適應(yīng)目標(biāo)跟蹤方法得到的目標(biāo)位置 估計(jì)值(x，y)與真實(shí)值的比較進(jìn)而得出結(jié)果。