[發明專利]一種計算激光光束光斑大小的方法

有效

• 申請號: 201510323703.2
• 申請日: 2015-06-12
• 公開（公告）號: CN104966308B
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: 田勁東;張磊;李東
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: G06T7/62
• 分類號: G06T7/62
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司44205
• 代理人: 唐致明

1.一種計算激光光束光斑大小的方法，其特征在于：包括：

A、沿光軸方向采集激光光束的光斑圖像以及相應的背景噪聲圖像；

B、根據采集的光斑圖像和背景噪聲圖像采用背景減除法與閾值法進行預處理，得到預處理后的光斑圖像；

C、計算預處理后的光斑圖像的激光光斑中心位置；

D、保存激光光斑中心位置在水平方向和垂直方向的光斑圖像像素灰度值大小，然后進行高斯曲線擬合，計算水平方向和垂直方向高斯擬合曲線的方差，并根據計算的方差得到光斑圖像在水平方向和垂直方向的光斑半徑大小。

2.根據權利要求1所述的一種計算激光光束光斑大小的方法，其特征在于：所述步驟A，其具體為：

搭建好光路系統，然后采用相機沿光軸方向采集z點處激光光束的光斑圖像I₁(x,y,z)，并在遮擋入射激光光束后通過相機采集z點處的背景噪聲圖像I₂(x,y,z)。

3.根據權利要求2所述的一種計算激光光束光斑大小的方法，其特征在于：所述步驟B，其包括：

B1、將光斑圖像I₁(x,y,z)減去背景噪聲圖像I₂(x,y,z)得到消除背景噪聲后的光斑圖像I₀(x,y,z)；

B2、根據光斑圖像I₀(x,y,z)的分辨率選擇背景區域，計算背景區域圖像的像素灰度值平均值δ；

B3、將光斑圖像中像素灰度值小于δ的圖像像素灰度值全部置為0，其余位置像素灰度值保持不變，得到預處理后的光斑圖像I(x,y,z)。

4.根據權利要求3所述的一種計算激光光束光斑大小的方法，其特征在于：所述步驟C，其具體為：

計算預處理后的光斑圖像的激光光斑中心位置（x_c，y_c），所述激光光斑中心位置（x_c，y_c）的計算公式為：

，

其中，m為光斑圖像I(x,y,z)的列數，n為光斑圖像I(x,y,z)的行數，光斑圖像I(x,y,z)的坐標原點為左上角像素I(1,1,z)，I(i,j,z)表示位于光斑圖像中第i行、第j列像素點的灰度值大小。

5.根據權利要求4所述的一種計算激光光束光斑大小的方法，其特征在于：所述步驟D，其包括：

D1、計算激光光斑中心位置（x_c，y_c）在水平方向和垂直方向的光斑圖像像素灰度值大小；

D2、對激光光斑中心位置（x_c，y_c）在水平方向和垂直方向的像素灰度值數據進行高斯曲線擬合，計算水平方向和垂直方向高斯擬合曲線的方差σ_x、σ_y；

D3、根據計算的方差得到光斑圖像在水平方向和垂直方向的光斑半徑大小，所述光斑圖像在水平方向和垂直方向的光斑半徑大小分別為和。