[發明專利]光纖待對芯端圖像處理方法及光纖自適應對芯方法

有效

• 申請號: 202110332904.4
• 申請日: 2021-03-29
• 公開（公告）號: CN113066063B
• 公開（公告）日: 2022-10-04
• 發明（設計）人: 鄒輝;楊晟東;張云山;李瑞民
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/13;G06T7/136;G06T7/155;G02B6/255
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 王素琴

本發明公開了光纖待對芯端圖像處理方法及光纖自適應對芯方法，光纖自適應對芯方法包括：色彩變換，高斯濾波，閾值化處理，輪廓識別和霍夫空間變換，直線參數方程檢測和旋轉光纖夾具自適應旋轉；本發明所述方法解決了現有技術中存在的超細徑光纖對芯難度大，偏差大的一系列對芯難題；運用該方法在光纖熔接機上進行驗證，結果表明該方法是穩定有效的，且最終對芯的效果滿足光纖的性能要求。

技術領域

本發明涉及光纖加工技術領域，特別是涉及光纖自適應對芯方法。

背景技術

目前市面上大部分光纖的對芯采用的是POL側視成像技術，精度過低，對于125微米光纖，其誤差較小，但對于單模光纖等超細徑光纖，其精度很難達到要求。

一般情況下超細徑光纖在熔接前，需要先對芯；在光纖熔接過程中，熔接點的光功率要損耗盡量小、對接盡可能精準。國內現有技術主要針對于125微米的光纖對接，但對于光纖等超細徑光纖的精準對接存在較大地誤差，如果能夠提高超細徑光纖的對芯精度，確保光纖的對接完成后的正常使用，同時對于我國航天航空領域的精密儀器制造，有著重大意義。

現有專利文件，公告號為CN105676356B、專利名稱為一種纖芯的定位方法及光纖熔接的纖芯對位校準方法，針對纖芯較粗的大模場光纖肉眼觀察誤差較大的情況，通過圖像采集裝置采集的待測光纖的圖像精確判斷兩個光纖的纖芯中心位置，以此調整兩個光纖之間的相對位置以此校準纖芯的對位，但是其公開的纖芯的定位方法只能識別兩根光纖的纖芯中心，公開的纖芯對位校準方法也只是獲取灰度圖像并識別出光纖輪廓，獲得兩根光纖的相對位置后進行人工控制調整，并不能夠根據參考坐標直接確定纖芯的準確位置，也不能識別出待熔接的光纖切口的傾斜角度，因此其適用范圍有限，不能適用于高精度要求的超細徑光纖的對芯，也不能實現光纖切口的傾斜角度的可行性分析。

另一個現有專利文件，公開號為CN110455205A、發明名稱為一種基于Halcon的光纖端面尺寸檢測方法，公開了通過機器視覺的方法對圖像進行處理及檢測，降低人工操作，提高檢測的精準度。在一定程度上提高了光纖切口的端面圖像處理，提高了端面識別的精度，但后續的對芯操作還是需要人工對芯才能完成。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種光纖自適應對芯方法，采用本發明提供的光纖待對芯端圖像處理方法，能夠實現超細徑光纖的高效精準對芯，從而降低光纖的熔接損耗，保持穩定的消光比；這種圖像處理方法和對芯方法既可用于單模光纖的對芯，同時也可以適用于其他的光纖，如保偏光纖的對芯操作，當然本發明提供的這種對芯方法在單模光纖的對芯操作中優勢更加明顯。

需要明確的是，本申請所述的超細徑光纖指的是芯徑為1μm～60μm的光纖。

本發明采用的技術方案如下：

第一方面，

本發明提供一種光纖待對芯端圖像處理方法，所述方法包括如下步驟：

步驟一：獲取兩根光纖的待對芯端側面圖，保證圖像分辨率至少為480*640；

步驟二：采用加權平均值法對所述光纖待對芯端側面圖進行預處理，按照一定權值對R、G、B的值加權平均得到初始灰度圖；

步驟三：采用固定閾值高斯濾波處理所述初始灰度圖，得到高斯模糊后的灰度圖即高斯模糊圖像；根據不同閾值下包層識別結果，選擇最佳的固定二值化閾值，對每個像素點進行固定二值化處理從而得到整個高斯模糊圖像的二值化圖像；

步驟四：對所述二值化圖像進行光纖包層Canny邊緣檢測，采用輪廓繪制函數對所述二值化圖像進行灰度對比，輸出得到只含有光纖側面包層的光纖邊緣輪廓圖；使用sobel算子對所述光纖邊緣輪廓圖的所有像素點做卷積計算即求梯度值，得到每個像素點的領域內的梯度值；

步驟五：將笛卡爾空間轉化成參數空間；