[發明專利]一種面向視覺物聯網的光纖端面缺陷檢測裝置及方法

在審

• 申請號: 202011614924.2
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112834526A
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 陳力榮;宋敏毓;白麗麗;蘇躍龍
• 申請（專利權）人: 山西大學
• 主分類號: G01N21/95
• 分類號: G01N21/95;G01M11/00
• 代理公司: 太原申立德知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14115
• 代理人: 程園園

本發明屬于光纖端面檢測技術領域，具體涉及一種面向視覺物聯網的光纖端面缺陷檢測裝置及方法。一種面向視覺物聯網的光纖端面缺陷檢測裝置，包括感知層、網絡層和應用層，感知層包括補光光源和視覺傳感單元，補光光源用于對光纖端面進行補光，視覺傳感單元由CCD圖像傳感器和顯微放大光學系統組成；網絡層包括前置處理單元、收發機單元和無線模塊，前置處理單元包括處理器，收發機單元為CC2530芯片，應用層為計算機，計算機包括主機、顯示屏和儲存模塊，顯示屏和儲存模塊均與主機連接；本發明將光纖端面圖像通過無線傳輸的方式傳送到計算機處理，能夠實現一定數量的光纖端面檢測，避免了繁瑣的處理步驟以及較大的人工誤差。

技術領域

本發明屬于光纖端面檢測技術領域，具體涉及一種面向視覺物聯網的光纖端面缺陷檢測裝置及方法。

背景技術

隨著微機電系統技術、無線通信技術和數字電子技術的高速發展，及物聯網產業市場需求日趨漸增和我國政府的大力推進下，面向物聯網應用的人工智能技術成為客觀需求及業界的追求目標。

光纖作為一種較理想的傳輸介質，在激光、通信、醫療等領域得到廣泛應用，并推動了現代通信技術的快速發展。相得益彰，市場也對光纖的需求量越來越高。而光纖端面缺陷會對光纖本身以及光學系統造成影響甚至永久性損傷。及時檢測出光纖端面存在的問題，不僅能避免有問題光纖使用時潛在的風險；還可以借助無線通信技術及智能缺陷檢測系統，針對性地對光纖端面進行及時修復，避免造成不可恢復或更嚴重的經濟損失。因此，光纖端面圖像的檢測與傳輸是一個不可缺失的環節。

現有的光纖端面檢測主要是是人工檢測法和光干涉法。但人工檢測法主觀性強，容易出現較大誤差，造成錯檢漏檢情況。并且在檢測過程中容易造成人眼疲勞及不規范操作下導致的激光損傷。而光干涉法主要搭建光路并調出復雜的干涉波紋來進行相關的算法處理。其干涉儀等精密檢測裝備硬件成本集中在顯微成像部件以及邁克爾干涉部件中，對于光纖端面檢測，投入以及維護成本過高，且由于其操作復雜而限制了發展應用。

另外，公開號為202010004934.8的中國專利申請主要闡述了搭建深度卷積神經網絡能提高檢測準確率的設想。公開號為201811599534.5的中國專利申請通過電控三維調節的步進電機實現光纖端面的位置校準，解決了傳統光纖測試方案需要手動調整的問題。公開號為201711499339.0的中國專利申請一種基于FPGA的光纖端面檢測方法及系統，主要提出了一種基于FPGA的光纖端面定位方法，來對端面進行檢測。這些技術方案中，主要針對光纖檢測端面的獲取上。現階段，經常需要檢測的光纖可配有光纖連接器，從而可以不考慮光纖端面定位問題。

實際應用中，利用圖像處理方法的光纖端面檢測裝置，需要較為簡單的操作步驟、并且能夠自動檢測缺陷以及對缺陷的處理作出提示，從而降低從業人員門檻，降低成本。且現有的設備自動化程度較低，集成度不夠高以及實時性較差。

發明內容

本發明針對上述問題提供了一種面向視覺物聯網的光纖端面缺陷檢測裝置及方法。能夠在基于視覺物聯網的無線傳感網絡中，高速、高效、低功耗地傳輸圖像，并對光纖端面圖像進行智能化、準確化、自動化且安全的檢測，標記出光纖端面圖像上的缺陷，以便對光纖端面損傷或光潔度等進行直觀的預判，并支持隨后進行的光纖修復。

為達到上述目的本發明采用了以下技術方案：

一種面向視覺物聯網的光纖端面缺陷檢測裝置，包括感知層、網絡層和應用層，所述感知層、網絡層和應用層均連接有電源；

所述感知層包括補光光源和視覺傳感單元，所述補光光源用于對光纖端面進行補光，所述視覺傳感單元由CCD圖像傳感器和顯微放大光學系統組成，用于采集光纖端面圖像；