[发明专利]一种面向视觉物联网的光纤端面缺陷检测装置及方法

说明书

本发明属于光纤端面检测技术领域，具体涉及一种面向视觉物联网的光纤端面缺陷检测装置及方法。一种面向视觉物联网的光纤端面缺陷检测装置，包括感知层、网络层和应用层，感知层包括补光光源和视觉传感单元，补光光源用于对光纤端面进行补光，视觉传感单元由CCD图像传感器和显微放大光学系统组成；网络层包括前置处理单元、收发机单元和无线模块，前置处理单元包括处理器，收发机单元为CC2530芯片，应用层为计算机，计算机包括主机、显示屏和储存模块，显示屏和储存模块均与主机连接；本发明将光纤端面图像通过无线传输的方式传送到计算机处理，能够实现一定数量的光纤端面检测，避免了繁琐的处理步骤以及较大的人工误差。

技术领域

本发明属于光纤端面检测技术领域，具体涉及一种面向视觉物联网的光纤端面缺陷检测装置及方法。

背景技术

随着微机电系统技术、无线通信技术和数字电子技术的高速发展，及物联网产业市场需求日趋渐增和我国政府的大力推进下，面向物联网应用的人工智能技术成为客观需求及业界的追求目标。

光纤作为一种较理想的传输介质，在激光、通信、医疗等领域得到广泛应用，并推动了现代通信技术的快速发展。相得益彰，市场也对光纤的需求量越来越高。而光纤端面缺陷会对光纤本身以及光学系统造成影响甚至永久性损伤。及时检测出光纤端面存在的问题，不仅能避免有问题光纤使用时潜在的风险；还可以借助无线通信技术及智能缺陷检测系统，针对性地对光纤端面进行及时修复，避免造成不可恢复或更严重的经济损失。因此，光纤端面图像的检测与传输是一个不可缺失的环节。

现有的光纤端面检测主要是是人工检测法和光干涉法。但人工检测法主观性强，容易出现较大误差，造成错检漏检情况。并且在检测过程中容易造成人眼疲劳及不规范操作下导致的激光损伤。而光干涉法主要搭建光路并调出复杂的干涉波纹来进行相关的算法处理。其干涉仪等精密检测装备硬件成本集中在显微成像部件以及迈克尔干涉部件中，对于光纤端面检测，投入以及维护成本过高，且由于其操作复杂而限制了发展应用。

另外，公开号为202010004934.8的中国专利申请主要阐述了搭建深度卷积神经网络能提高检测准确率的设想。公开号为201811599534.5的中国专利申请通过电控三维调节的步进电机实现光纤端面的位置校准，解决了传统光纤测试方案需要手动调整的问题。公开号为201711499339.0的中国专利申请一种基于FPGA的光纤端面检测方法及系统，主要提出了一种基于FPGA的光纤端面定位方法，来对端面进行检测。这些技术方案中，主要针对光纤检测端面的获取上。现阶段，经常需要检测的光纤可配有光纤连接器，从而可以不考虑光纤端面定位问题。

实际应用中，利用图像处理方法的光纤端面检测装置，需要较为简单的操作步骤、并且能够自动检测缺陷以及对缺陷的处理作出提示，从而降低从业人员门槛，降低成本。且现有的设备自动化程度较低，集成度不够高以及实时性较差。

发明内容

本发明针对上述问题提供了一种面向视觉物联网的光纤端面缺陷检测装置及方法。能够在基于视觉物联网的无线传感网络中，高速、高效、低功耗地传输图像，并对光纤端面图像进行智能化、准确化、自动化且安全的检测，标记出光纤端面图像上的缺陷，以便对光纤端面损伤或光洁度等进行直观的预判，并支持随后进行的光纤修复。

为达到上述目的本发明采用了以下技术方案：

一种面向视觉物联网的光纤端面缺陷检测装置，包括感知层、网络层和应用层，所述感知层、网络层和应用层均连接有电源；

所述感知层包括补光光源和视觉传感单元，所述补光光源用于对光纤端面进行补光，所述视觉传感单元由CCD图像传感器和显微放大光学系统组成，用于采集光纤端面图像；