[发明专利]迈克尔逊干涉环的远程测控方法及其测控系统

权利要求书

1.迈克尔逊干涉环的远程测控方法，干涉条纹光学成像模块（1）出射成像于成像屏（2），图像信号捕获与转换模块（3）将图像的光信号捕获并转换成电信号，利用数据采集与传输模块（4）将来自图像信号捕获与转换模块（3）的电信号转化为数字信号，并将采集到的数据传送给PC机（5）进行图像处理和计数操作，并将结果显示在PC机（5）上，通过客户端模块（6）获取实验的数据并对数据进行处理，所述的图像信号捕获与转换模块（3）包括光学镜头（31）和面阵CCD传感器（32），其特征在于，还包括以下具体步骤：

S1. 对面阵CCD传感器（32）采集到的图像依次进行图像相减、图像滤波、灰度拉伸、边缘检测、二值化、图像膨胀、图像细化处理；

S2. 确定干涉环有效区域中心，根据步骤S1处理过后有效区域稳定为空心部分且没有噪声点的存在来判断干涉环的中心，实现自动确定有效区域中心；

S3. 对有效区域中心的数据检测梯度方向角，根据梯度方向角变化来判断干涉环的变化状态，实现对干涉环的自动计数；

S4. 选取计数区域；

S5. 通过PC机（5）和客户端模块（6）的远程通信，进行实验的远程测控以及测试结果的实时共享。

2.根据权利要求1所述的迈克尔逊干涉环的远程测控方法，其特征在于，所述的步骤S3中，采用Sobel算子求干涉环的梯度方向角，可计算出有效区域在水平方向和垂直方向上的一阶偏导数，梯度方向角

其中为关于水平方向的一阶偏导数，为关于垂直方向的一阶偏导数，根据Sobel算子可知

 

其中为处理图像；

当干涉环中心“冒出”时，有效区域对应的梯度角,当干涉环中心“陷入”时，有效区域对应的梯度角,表明环中心“冒出”和“陷入”时梯度角的方向是相反的；根据和的变化情况，判断干涉环的变化；当梯度角的值变成符号相反的数时，判断干涉环的有效区域已经由“冒出”变为“陷入”或“陷入”变为“冒出”，干涉环计数器加0.5；当干涉环中间由“陷入”变为“冒出”或“冒出”变为“陷入”，干涉环计数器再加0.5；当计数结束时，直接将环数计数器的值返回。

3.根据权利要求1所述的迈克尔逊干涉环的远程测控方法，其特征在于，所述的步骤S2中，包括以下步骤：

S21. 实际处理的图像区域大小为(256-R)*(256-R)，记为图像区域A，设置循环变量i和j，并令其初值为0，设置CPoint变量p和边长变量r，并令r的初值为R；

S22. 访问A中的一点A(i,j),将A(i,j)～A(i+R,j+R)所对应正方形区域的灰度值与255比较，如果存在等于255的点则退出循环，进入步骤S23；若无发生退出循环情况，进入步骤S24；

S23. 如果j<(256-R)，则j++，重新执行步骤S22；如果j>=(256-R)且i<(256-R)，则i++，j=1，重新执行步骤S22；否则，程序停止执行，此时所记录的以p为左上角顶点，边长为r的区域即为待求区域；

S24. 令p= A(i,j)，r=R，然后R=R+5，继续执行步骤S22。

4.根据权利要求1所述的迈克尔逊干涉环的远程测控方法，其特征在于，所述的步骤S4中，选取四分之一圆心处做为计数区域。

5.一种利用权利要求1至4任一所述测控方法的测控系统，包括服务器端模块和客户端模块，服务器端模块包括干涉条纹光学成像模块（1）、成像屏（2）、图像信号捕获与转换模块（3）、数据采集与传输模块（4）、PC机（5）；

所述的干涉条纹光学成像模块（1）包括步进电机（11）和迈克尔逊干涉仪（12），步进电机（11）与迈克尔逊干涉仪（12）电连接，迈克尔逊干涉仪（12）成像于成像屏（2）；光学镜头（31）接收成像屏（2）反射光线，面阵CCD传感器（32）与数据采集与传输模块（4）连接；所述的数据采集与传输模块（4）为A/D数据采集卡；

客户端模块包括PC机或手机或智能移动设备。

6.根据权利要求5所述的测控系统，其特征在于，所述的面阵CCD传感器（32）采集到的数据为256*256个。