[發明專利]一種光纖熔接質量的自動檢測方法

有效

• 申請號: 201110460882.6
• 申請日: 2011-12-29
• 公開（公告）號: CN102567745A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 高峰;李新峰;張振華;張澍裕;鄭俠松;劉皓廷;葛文謙;許保祥;白磊
• 申請（專利權）人: 北京航天時代光電科技有限公司
• 主分類號: G06K9/66
• 分類號: G06K9/66;G02B6/255
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 安麗

技術領域

本發明涉及一種光纖熔接質量的自動檢測方法。

背景技術

隨著光纖陀螺技術在國內的迅速發展，光纖陀螺儀已經應用于包括宇航產品在內的多領域中，宇航產品對光纖陀螺的可靠性提出了很高的要求，而光纖熔接點的可靠性直接影響著光纖陀螺的可靠性，所以必須提高光纖熔接的可靠性。目前，光纖熔接機的光纖熔接質量檢測方法大多是基于光纖熔接圖像利用人工肉眼完成對參數和圖像的判斷，人眼判別存在主觀意識的偏差，在精度和效率上無法滿足產品生產的要求。如果不對光纖熔接的檢測技術加以改進，很難繼續提高光纖陀螺的可靠性，成為光纖陀螺的可靠性瓶頸。

目前，光纖熔接操作主要由光纖熔接機完成，光纖熔接機適用于熔接各種通信及數據傳輸和傳感用途的單模和多模光纖，色散位移光纖和餌光纖等，包括各種緊套管或松套管光纖；涂層著色或不著色的光纖。光纖熔接機的基本工作原理如下：(1)清潔：通過電弧放電清潔光纖表面的石英殘渣等多余物，使得光纖外輪廓適當軟化變得圓滑；(2)對軸：目前的光纖熔接機都是兩根光纖的纖芯對準，通過CCD鏡頭以端面對軸方式或側面對軸方式找到光纖的纖芯；(3)放電：由于光纖的材質是二氧化硅，很容易在兩根電極棒釋放瞬間高壓產生高溫時達到融化狀態，將已經對準的兩條光纖的前端融化，然后兩條光纖稍微向前推進，于是兩條光纖就粘在一起了；(4)檢測：估算光纖熔接參數，顯示光纖熔接點圖像。

光纖熔接質量的自動檢測技術是基于光纖熔接機的熔接圖像自動提取熔接圖像區域特征和熔接參數，用以判別光纖熔接的質量。由于光纖熔接機所采集的熔接圖像的分辨率低，利用傳統圖像識別軟件和算法，往往算法和軟件本身對于圖像分辨率的要求很高，算法的運算時間成本高；難以滿足光纖熔接圖像識別的需要。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提供一種光纖熔接質量的自動檢測方法，能夠發現更多的缺陷模式，準確判斷熔接點質量。

本發明包括如下技術方案：

一種光纖熔接質量的自動檢測方法，包括如下步驟：

(1)在光纖熔接過程中獲取光纖熔接圖像；

(2)對所述光纖熔接圖像采用動態閾值濾波算法進行預處理；

(3)將預處理后的光纖熔接圖像分割為熔接圖片區域和字符顯示區域；

(4)對字符顯示區域圖像進行前景和背景分離，得到分割后的字符圖像；

(5)采用基于機器學習的字符識別算法，從分割后的字符圖像提取出字符信息；

(6)對所述熔接圖片區域進行前景和背景分離得到分割后的光纖熔接區域；

(7)提取出熔接點附近的光纖熔接圖像，根據上述光纖熔接圖像確定熔接是否成功；

如果熔接不成功，根據熔接點附近的光纖熔接圖像進行熔接故障模式識別，并向用戶進行報警；

如果熔接成功，根據步驟(5)所提取出的字符信息判斷熔接是否滿足工藝要求，如果滿足工藝要求，則光纖熔接質量合格，結束熔接過程；如果不滿足工藝要求，則向用戶進行報警。

所述步驟(7)根據識別出的消光比和損耗數值來判斷熔接是否滿足工藝要求。

所述步驟(7)中的熔接故障模式識別方法，包括如下步驟：

(a)首先利用SIFT算法檢測故障模式庫圖像的關鍵點的位置、尺度空間、方向以確定SIFT特征區域，獲取關鍵點特征向量；建立起故障模式庫圖像的特征向量與故障模式類型之間對應的關系模型；

(b)獲得熔接點附近的光纖熔接圖像的SIFT關鍵點特征向量，輸入所述關系模型進行匹配，利用關鍵點特征向量的歐氏距離作為待測圖像與故障模式庫圖像中關鍵點的相似性判定度量，計算出匹配結果的相似度；只有相似度超過95％的識別結果認為是匹配成功。

利用所述關系模型，建立Hopfield神經網絡，進行故障模式識別。

所述步驟(7)中確定熔接是否成功包括如下步驟：

(a)針對熔接點附近的光纖熔接圖像，采用區域連接算法進行區域連通；判斷連通區域的數量；如果連通區域數量為1，則說明該區域是連續的，否則說明該區域有斷點，進而認為熔接過程有氣泡產生；

(b)如果該區域是連續的，采用邊緣提取算法，將圖像邊緣提取出來，針對提取的圖像邊緣像素點，進行線性擬合，計算出該區域的斜率，當斜率小于設定的閾值時，認為該區域是水平的，光纖熔接正常；否則認為光纖熔接時有錯位。

所述方法適用于單模光纖、多模光纖和保偏光纖的熔接質量判斷。

所述光纖的直徑125μm或80μm。

所述光纖為熊貓型、領結型、老虎型保偏光纖。