[發明專利]一種基于遠場光斑的光柵自動拼接算法

無效

• 申請號: 201210016533.X
• 申請日: 2012-01-19
• 公開（公告）號: CN102609915A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 范勇;陳念年;王逍;巫玲;王俊波;萬德寅
• 申請（專利權）人: 西南科技大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G02B5/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種基于遠場光斑的光柵自動拼接算法。

背景技術

在啁啾脈沖放大系統中，產生的超短激光脈沖能量受限于脈沖壓縮器中光柵的損傷閾值和口徑，要求光柵的尺寸足夠大。目前對超短脈沖損傷閾值較高的光柵是多層電介質全息光柵，而獲得這種大面積光柵非常困難。因此將幾塊小光柵拼接成一大面積光柵是一個不錯的方法。

對于兩塊光柵進行拼接，主要存在六種基本拼接誤差：兩種平移誤差、三種旋轉誤差和光柵刻線寬度誤差，平移誤差分別為兩子光柵不共面和兩子光柵間有狹縫，三種旋轉誤差對應兩子光柵的柵面及柵線彼此不平行；這些誤差將給光束帶來相位差，使得脈沖壓縮的質量下降。對這六種拼接誤差可劃分為三對，分別是平移誤差、x和z方向上的旋轉誤差、y方向上的旋轉誤差和光柵刻線寬度誤差，每對誤差參數可相互補償。

一塊性能良好的拼接光柵必須滿足以下三個條件：(1)各塊子光柵必須共面；(2)子光柵的柵線必須彼此平行；(3)子光柵間的縫隙為光柵周期的整數倍。從目前的文獻報道來看，主要利用拼接光柵的遠場分布、近場波面檢測等手段來分析單組拼接光柵存在的誤差。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的不足提供一種基于遠場光斑的光柵自動拼接算法。

本發明的技術方案如下：

一種基于遠場光斑的光柵自動拼接算法，包括以下步驟：

(1)CCD采集當前遠場光斑圖像F1，對圖像F1進行預處理得到濾波后的圖像F2；

(2)對圖像F2采用激光光斑最佳閾值分割算法得到圖像F3；

(3)對圖像F3采用投影算法，分別計算x方向和y方向上最高峰與次最高峰之間的距離、距離比和峰值比等特征參數；

(4)若在x方向的距離比不小于閾值D_0x或y方向上的距離比不小于閾值D_0y，則進入粗調過程，轉步驟(5)；若在x方向的距離比小于閾值D_0x且y方向上的距離比小于閾值D_0y，則進入步驟(6)；

(5)若是前2幀圖像或出現震蕩現象，根據光斑間的間距變化趨勢來確定電機運動方向；若非前2幀圖像，則根據已確定的電機運動方向，根據光斑間的間距給相應的光柵拼接電機運動命令來調整光柵姿態，然后轉步驟(1)；若在已確定電機運動方向條件下出現震蕩，采取電機向任意一方向運動步長N₁方式進行預走位和重新確定電機運動方向，然后轉步驟(1)；

(6)在細調過程中，若為首次細調，則先固定參考光斑與運動光斑的相對位置；若在x方向的峰值比不小于T_0x或在y方向上的峰值比不小于閾值T_0y，根據激光光斑間的間距，給相應的光柵拼接電機命令(根據實驗來確定電機的運動步長N₄)進行光柵姿態調整，然后轉步驟(1)，若在x方向的峰值比小于T_0x且在y方向上的峰值比小于閾值T_0y，則光柵拼接結束。

所述的基于遠場光斑的光柵自動拼接算法，步驟(2)中所述的分割算法如下：

f(x,y)=255(f(x,y)>λ)0f(x,y)≤λ]]>