[发明专利]一种光纤端面检测方法及系统

权利要求书

1.一种光纤端面检测方法，其特征在于：设置镜头、图像处理卡、中央处理模块、运动控制模块、步进电机和电控三维调节台，

所述镜头，用于实时获取待测光纤的端面图像；

所述图像处理卡，用于对镜头获取的图像进行高速图像处理，计算光纤端面图像的清晰度评价值和光纤端面在视场中所处的位置，并将计算结果反馈给中央处理模块；

所述中央处理模块，用于根据图像处理卡反馈结果调用自动控制流程，发送控制指令给运动控制模块；

所述运动控制模块，用于根据控制指令驱动三维调节台上的步进电机完成光纤的位移和对焦基本控制；

所述步进电机，用于安装到电控三维调节台的X、Y、Z轴上，其中Z轴步进电机是对焦步进电机，X、Y轴步进电机是平面位移步进电机；

所述电控三维调节台，用于放置待测光纤夹具，并能在步进电机的驱动下带动光纤完成三轴方向的微位移；

所述自动控制流程包括以下步骤，

步骤1，对焦步进电机向某一方向开始运动；

步骤2，中央处理模块实时获取图像处理卡计算出的当前图像的清晰度评价值；实时获取运动控制模块给出的对焦步进电机当前的位置，并记录清晰度评价值和其对应的电机位置；

步骤3，当清晰度评价值小于给定的阈值时，对焦步进电机反向运动；

步骤4，重复步骤2，当清晰度评价值再次小于给定的阈值时，对焦步进电机停止运动；

步骤5，查找记录，找出清晰度评价值的最大值点及其对应的电机位置，驱动对焦步进电机高速运动到此位置点，完成光纤端面对焦；

步骤6，中央处理模块根据图像处理卡计算出的光纤端面在视场中所处的位置，驱动平面位移步进电机将光纤图像调整到视场中间；

步骤7，增大清晰度阈值，重复步骤1～5，完成光纤端面精细对焦；

步骤8，重复步骤6，完成光纤端面精细位移；

步骤6中根据椭圆拟合得到拟合圆的中心点坐标，当图像处于视场边缘不完整时，此中心点坐标与纤芯实际坐标有出入，但是在第一次调整光纤端面图像位置时，并不需要精确知道纤芯的实际位置，通过将光纤端面图像调整到视场中心点附近，此时光纤端面图像已完整显示，第二次调整光纤端面图像时，椭圆拟合出的中心点坐标为精确的纤芯位置。

2.根据权利要求1所述的光纤端面检测方法，其特征在于：所述图像处理卡与中央处理模块的连接是基于PCI-E总线，所述运动控制模块与中央处理模块的连接是基于PCI总线。

3.根据权利要求1或2所述的光纤端面检测方法，其特征在于：光纤端面图像的清晰度评价值计算实现包括以下步骤，

(1)镜头采集原始图像；

(2)图像预处理，并将原始图像转换为灰度图像；

(3)对转换后的灰度图像进行中值滤波；

(4)采用Laplacian边缘检测算法对滤波后的灰度图像进行边缘检测，计算出清晰度评价值。

4.根据权利要求1或2所述的光纤端面检测方法，其特征在于：计算光纤端面在视场中所处的位置，实现方式包括以下步骤，

(1)镜头采集原始图像；

(2)进行图像预处理，将采集的原始图像转换为灰度图像；

(3)采用Canny边缘检测算法对转换后的灰度图像进行处理，获取光纤包层边缘的二值化图像；

(4)采用findContorus轮廓提取算法对光纤包层边缘的二值化图像进行处理，提取光纤包层图像的轮廓；

(5)采用椭圆拟合算法处理光纤包层图像的轮廓，拟合出包含光纤包层端面图像的圆，并得到拟合圆的中心点坐标，认为是纤芯在视场中处的位置。