[發明專利]一種光纖端面檢測方法及系統

有效

• 申請號: 201811599534.5
• 申請日: 2018-12-26
• 公開（公告）號: CN109612689B
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 方勇;黎單馳;田艷林
• 申請（專利權）人: 長飛光纖光纜股份有限公司
• 主分類號: G01M11/00
• 分類號: G01M11/00
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 嚴彥

1.一種光纖端面檢測方法，其特征在于：設置鏡頭、圖像處理卡、中央處理模塊、運動控制模塊、步進電機和電控三維調節臺，

所述鏡頭，用于實時獲取待測光纖的端面圖像；

所述圖像處理卡，用于對鏡頭獲取的圖像進行高速圖像處理，計算光纖端面圖像的清晰度評價值和光纖端面在視場中所處的位置，并將計算結果反饋給中央處理模塊；

所述中央處理模塊，用于根據圖像處理卡反饋結果調用自動控制流程，發送控制指令給運動控制模塊；

所述運動控制模塊，用于根據控制指令驅動三維調節臺上的步進電機完成光纖的位移和對焦基本控制；

所述步進電機，用于安裝到電控三維調節臺的X、Y、Z軸上，其中Z軸步進電機是對焦步進電機，X、Y軸步進電機是平面位移步進電機；

所述電控三維調節臺，用于放置待測光纖夾具，并能在步進電機的驅動下帶動光纖完成三軸方向的微位移；

所述自動控制流程包括以下步驟，

步驟1，對焦步進電機向某一方向開始運動；

步驟2，中央處理模塊實時獲取圖像處理卡計算出的當前圖像的清晰度評價值；實時獲取運動控制模塊給出的對焦步進電機當前的位置，并記錄清晰度評價值和其對應的電機位置；

步驟3，當清晰度評價值小于給定的閾值時，對焦步進電機反向運動；

步驟4，重復步驟2，當清晰度評價值再次小于給定的閾值時，對焦步進電機停止運動；

步驟5，查找記錄，找出清晰度評價值的最大值點及其對應的電機位置，驅動對焦步進電機高速運動到此位置點，完成光纖端面對焦；

步驟6，中央處理模塊根據圖像處理卡計算出的光纖端面在視場中所處的位置，驅動平面位移步進電機將光纖圖像調整到視場中間；

步驟7，增大清晰度閾值，重復步驟1～5，完成光纖端面精細對焦；

步驟8，重復步驟6，完成光纖端面精細位移；

步驟6中根據橢圓擬合得到擬合圓的中心點坐標，當圖像處于視場邊緣不完整時，此中心點坐標與纖芯實際坐標有出入，但是在第一次調整光纖端面圖像位置時，并不需要精確知道纖芯的實際位置，通過將光纖端面圖像調整到視場中心點附近，此時光纖端面圖像已完整顯示，第二次調整光纖端面圖像時，橢圓擬合出的中心點坐標為精確的纖芯位置。

2.根據權利要求1所述的光纖端面檢測方法，其特征在于：所述圖像處理卡與中央處理模塊的連接是基于PCI-E總線，所述運動控制模塊與中央處理模塊的連接是基于PCI總線。

3.根據權利要求1或2所述的光纖端面檢測方法，其特征在于：光纖端面圖像的清晰度評價值計算實現包括以下步驟，

(1)鏡頭采集原始圖像；

(2)圖像預處理，并將原始圖像轉換為灰度圖像；

(3)對轉換后的灰度圖像進行中值濾波；

(4)采用Laplacian邊緣檢測算法對濾波后的灰度圖像進行邊緣檢測，計算出清晰度評價值。

4.根據權利要求1或2所述的光纖端面檢測方法，其特征在于：計算光纖端面在視場中所處的位置，實現方式包括以下步驟，

(1)鏡頭采集原始圖像；

(2)進行圖像預處理，將采集的原始圖像轉換為灰度圖像；

(3)采用Canny邊緣檢測算法對轉換后的灰度圖像進行處理，獲取光纖包層邊緣的二值化圖像；

(4)采用findContorus輪廓提取算法對光纖包層邊緣的二值化圖像進行處理，提取光纖包層圖像的輪廓；

(5)采用橢圓擬合算法處理光纖包層圖像的輪廓，擬合出包含光纖包層端面圖像的圓，并得到擬合圓的中心點坐標，認為是纖芯在視場中處的位置。