[发明专利]光纤待对芯端图像处理方法及光纤自适应对芯方法

说明书

本发明公开了光纤待对芯端图像处理方法及光纤自适应对芯方法，光纤自适应对芯方法包括：色彩变换，高斯滤波，阈值化处理，轮廓识别和霍夫空间变换，直线参数方程检测和旋转光纤夹具自适应旋转；本发明所述方法解决了现有技术中存在的超细径光纤对芯难度大，偏差大的一系列对芯难题；运用该方法在光纤熔接机上进行验证，结果表明该方法是稳定有效的，且最终对芯的效果满足光纤的性能要求。

技术领域

本发明涉及光纤加工技术领域，特别是涉及光纤自适应对芯方法。

背景技术

目前市面上大部分光纤的对芯采用的是POL侧视成像技术，精度过低，对于125微米光纤，其误差较小，但对于单模光纤等超细径光纤，其精度很难达到要求。

一般情况下超细径光纤在熔接前，需要先对芯；在光纤熔接过程中，熔接点的光功率要损耗尽量小、对接尽可能精准。国内现有技术主要针对于125微米的光纤对接，但对于光纤等超细径光纤的精准对接存在较大地误差，如果能够提高超细径光纤的对芯精度，确保光纤的对接完成后的正常使用，同时对于我国航天航空领域的精密仪器制造，有着重大意义。

现有专利文件，公告号为CN105676356B、专利名称为一种纤芯的定位方法及光纤熔接的纤芯对位校准方法，针对纤芯较粗的大模场光纤肉眼观察误差较大的情况，通过图像采集装置采集的待测光纤的图像精确判断两个光纤的纤芯中心位置，以此调整两个光纤之间的相对位置以此校准纤芯的对位，但是其公开的纤芯的定位方法只能识别两根光纤的纤芯中心，公开的纤芯对位校准方法也只是获取灰度图像并识别出光纤轮廓，获得两根光纤的相对位置后进行人工控制调整，并不能够根据参考坐标直接确定纤芯的准确位置，也不能识别出待熔接的光纤切口的倾斜角度，因此其适用范围有限，不能适用于高精度要求的超细径光纤的对芯，也不能实现光纤切口的倾斜角度的可行性分析。

另一个现有专利文件，公开号为CN110455205A、发明名称为一种基于Halcon的光纤端面尺寸检测方法，公开了通过机器视觉的方法对图像进行处理及检测，降低人工操作，提高检测的精准度。在一定程度上提高了光纤切口的端面图像处理，提高了端面识别的精度，但后续的对芯操作还是需要人工对芯才能完成。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种光纤自适应对芯方法，采用本发明提供的光纤待对芯端图像处理方法，能够实现超细径光纤的高效精准对芯，从而降低光纤的熔接损耗，保持稳定的消光比；这种图像处理方法和对芯方法既可用于单模光纤的对芯，同时也可以适用于其他的光纤，如保偏光纤的对芯操作，当然本发明提供的这种对芯方法在单模光纤的对芯操作中优势更加明显。

需要明确的是，本申请所述的超细径光纤指的是芯径为1μm～60μm的光纤。

本发明采用的技术方案如下：

第一方面，

本发明提供一种光纤待对芯端图像处理方法，所述方法包括如下步骤：

步骤一：获取两根光纤的待对芯端侧面图，保证图像分辨率至少为480*640；

步骤二：采用加权平均值法对所述光纤待对芯端侧面图进行预处理，按照一定权值对R、G、B的值加权平均得到初始灰度图；

步骤三：采用固定阈值高斯滤波处理所述初始灰度图，得到高斯模糊后的灰度图即高斯模糊图像；根据不同阈值下包层识别结果，选择最佳的固定二值化阈值，对每个像素点进行固定二值化处理从而得到整个高斯模糊图像的二值化图像；

步骤四：对所述二值化图像进行光纤包层Canny边缘检测，采用轮廓绘制函数对所述二值化图像进行灰度对比，输出得到只含有光纤侧面包层的光纤边缘轮廓图；使用sobel算子对所述光纤边缘轮廓图的所有像素点做卷积计算即求梯度值，得到每个像素点的领域内的梯度值；

步骤五：将笛卡尔空间转化成参数空间；