[發明專利]干涉條紋法中目標條紋最優區間的選取方法和系統

有效

• 申請號: 201510471990.1
• 申請日: 2015-08-04
• 公開（公告）號: CN105182092A
• 公開（公告）日: 2015-12-23
• 發明（設計）人: 趙林杰;齊波;趙曉林;孫夏青;雷園園;朱宗旺;張杰;高春嘉;朱俊霖;田坤;李銳海;李成榕
• 申請（專利權）人: 中國南方電網有限責任公司電網技術研究中心;華北電力大學
• 主分類號: G01R29/12
• 分類號: G01R29/12
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 王程

技術領域

本發明涉及液體介質電場測量領域，尤其涉及一種通過雙光路干涉測量液體介質電場的干涉條紋法中目標條紋最優區間的選取方法和系統。

背景技術

干涉條紋法在液體介質電場測量領域因其快速性、直觀性、實時性相比其他方法具有較大的優越性而逐步被廣泛采用。

采用干涉條紋法測量液體介質電場的原理大致如下：

在均勻電場下，由于某些液體介質的電致雙折射性質，光路中的參考光束與測量光束之間的相位差發生變化，因而在成像裝置上干涉條紋會呈現平行移動，因此，利用圖像傳感器(Charge-coupledDevice，CCD)裝置分別拍攝未施加電壓和施加電壓后的干涉圖像，通過條紋的位移量和明暗條紋間距可以計算出外施電場的大小，電場強度可以由以下公式計算得到：

E=yBLd,]]>

其中，E為待測電場強度，y為目標條紋的位移量，B為液體介質的Kerr(克爾)常數，L為電場區域長度，d為明暗條紋間距。

然而，上述干涉條紋法的使用存在以下問題：

通過干涉儀形成的干涉條紋在CCD上的成像并非理想的平行直線，且由于CCD傳感器上每個像元在不同時刻的隨機噪聲存在差異，往往導致同一條紋上各像素點的位移會存在幾個像素的誤差。因此，在對干涉條紋圖像進行后期數字處理時，需要考慮CCD的隨機噪聲、環境振動、光斑強度均勻性等非理想因素，用軟件方法減小測量誤差。然而，現有技術中沒有對如何選取目標條紋上的合適條紋區間進行研究，導致根據條紋位移量計算電場強度的精確性和準確性均不夠。

發明內容

基于此，本發明在于提供一種選取目標條紋上的最優條紋區間的方法和系統，使得根據條紋位移量計算電場強度更加精確。

根據本發明的一個方面，提供一種干涉條紋法中目標條紋最優區間的選取方法，其包括：獲取均勻電場下施加電壓前的背景圖像和施加電壓后的加壓圖像，分別提取所述背景圖像和所述加壓圖像中明條紋的骨架線；在所述背景圖像中選取一條紋作為目標條紋；獲取所述背景圖像中所述目標條紋上像素點與至少一相鄰條紋之間的條紋間距；識別所述加壓圖像中移動后的所述目標條紋，獲取所述目標條紋上像素點的位移；將所述目標條紋劃分為多個區間，根據不同區間內像素點的所述條紋間距和所述位移的比值確定所述目標條紋的最優區間。

根據本發明的另一個方面，提供一種干涉條紋法中目標條紋最優區間的選取系統，包括：圖像預處理裝置，能夠分別獲取均勻電場下施加電壓前的背景圖像和施加電壓后的加壓圖像，并提取所述背景圖像中明條紋的骨架線和所述加壓圖像中明條紋的骨架線；條紋間距與位移獲取裝置，能夠獲取所述背景圖像中所選定的目標條紋與至少一相鄰條紋之間的條紋間距，及所述加壓圖像中移動后的所述目標條紋上像素點的位移；最優區間確定裝置，能夠計算所述目標條紋的不同區間內的像素點的所述條紋間距與所述位移的比值，根據所述比值確定所述目標條紋的最優區間。

本發明所提供的目標條紋最優區間的選取方法和系統通過獲取背景圖像中目標條紋上像素點與相鄰條紋之間的條紋間距以及加壓圖像中目標條紋上像素點的位移，通過計算條紋間距與位移之間的比值確定所述目標條紋上的像素點位移誤差最小的一段區間，最大程度保證根據條紋位移量計算電場強度的精確性和準確性，從而更加準確地獲取目標條紋的位移量，為根據條紋位移量計算電場強度奠定了基礎，在干涉條紋電場測量領域具有重要的實際意義。

附圖說明

圖1為本發明一實施例所提供的干涉條紋法中目標條紋最優區間的選取方法的流程圖。

圖2為加壓圖像中移動后的目標條紋的識別方法的流程圖。

圖3為本發明另一實施例所提供的干涉條紋法中目標條紋最優區間的選取系統的結構示意圖。

圖4是圖3所示的選取系統的詳細結構示意圖。

圖5為本發明第二實施例所提供的干涉條紋法中目標條紋最優區間的選取系統的結構示意圖。

圖6是本發明第三實施例所提供的干涉條紋法中目標條紋最優區間的選取系統的結構示意圖。

附圖標記說明

10圖像預處理裝置

20條紋間距與位移獲取裝置

21坐標讀取單元