[发明专利]一种基于四象限探测器的高精度激光光斑位置检测方法

权利要求书

1.一种基于四象限探测器的高精度激光光斑位置检测方法，其特征在于：包括：

S1：根据无穷积分拟合算法，得到光斑位置实际值与解算值的关系；

S2：引入误差补偿因子函数，对光斑位置实际值与解算值的关系进行处理，得到光斑位置估计值与实际值之间的残余误差；光斑位置估计值与实际值之间的残余误差为：

其中，λ_e为等效光斑半径，n＝1…N，为光斑的第n个位置点，L_n为光斑第n个位置点残余误差，σ_xn为光斑第n个位置点的解算值，x_n为光斑第n个位置的实际值；

S3：根据最小二乘法原理，得到残余误差最小时对应的最优等效光斑半径；

S4：基于Tanh函数拟合算法，引入控制波形形状的参数，得到光斑位置实际值；

S5：根据光斑位置实际值，构建光斑位置残余误差的数学模型，使其平方和最小，得到最优的控制波形形状参数；

S6：根据得到的最优等效半径、最优的控制波形形状参数、构建的新的光斑位置表达式及新的光斑位置残余误差的数学模型，求得新的光斑位置表达式的参数，进而得到光斑位置。

2.如权利要求1所述的一种基于四象限探测器的高精度激光光斑位置检测方法，其特征在于：步骤S1中，光斑位置实际值与解算值的关系为：

其中，x为光斑位置实际值，σ_x为光斑位置解算值，λ为高斯光斑的束腰半径，erf^-1(·)为误差函数的反函数。

3.如权利要求1所述的一种基于四象限探测器的高精度激光光斑位置检测方法，其特征在于：步骤S3中，最优等效光斑半径为：

其中，erf^-1(·)为误差函数的反函数，n＝1…N，为光斑的第n个位置点，σ_xn为光斑第n个位置点的解算值，x_n为光斑第n个位置点的实际值。

4.如权利要求1所述的一种基于四象限探测器的高精度激光光斑位置检测方法，其特征在于：步骤S4中，光斑位置实际值为：

其中，σ_x为光斑位置的解算值，α为引入的控制波形形状的参数。

5.如权利要求1所述的一种基于四象限探测器的高精度激光光斑位置检测方法，其特征在于：步骤S5中，构建光斑位置残余误差的数学模型为：

其中，J_n为光斑第n个位置点残余误差，σ_xn为光斑第n个位置点的解算值，x_n为光斑第n个位置点的实际值，α为引入的控制波形形状的参数。

6.如权利要求1所述的一种基于四象限探测器的高精度激光光斑位置检测方法，其特征在于：步骤S5中，最优的控制波形形状参数为：

其中，ε₂(σ_xn)＝ln((1+σ_xn)/(1-σ_xn))，n＝1…N，为光斑的第n个位置点，σ_xn为光斑第n个位置点的解算值，x_n为光斑第n个位置点的实际值。