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基于圆拟合的激光光斑中心检测算法 被引量：183
1
作者 孔兵 王昭 谭玉山 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2002年第3期275-279,共5页
激光光斑中心检测是光学测量中常用的关键技术。检测算法的精度和速度直接影响了测量的精度及速度 ,传统的检测算法如重心法、Hough变换法等在检测精度或速度上存在不足。基于圆拟合的激光光斑中心检测算法是根据最小二乘原理用圆来逼... 激光光斑中心检测是光学测量中常用的关键技术。检测算法的精度和速度直接影响了测量的精度及速度 ,传统的检测算法如重心法、Hough变换法等在检测精度或速度上存在不足。基于圆拟合的激光光斑中心检测算法是根据最小二乘原理用圆来逼近激光光斑轮廓 ,该算法除了可以检测光斑中心外 ,还可以检测光斑半径 ,达到亚像素级的定位精度 ,具有很快的计算速度 ,可适用于实时的光学测量。 展开更多
关键词 激光光斑 最小二乘算法 图像处理 圆拟合
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激光光斑位置精确测量系统 被引量：48
2
作者 黄继鹏 王延杰 +1 位作者 孙宏海 张少迪 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期841-848,共8页
设计了一种激光光斑位置测量系统,用于提高激光照射器监测系统测量激光光斑位置时的测量精度。分别介绍了测量系统的组成及它们的信号连接关系。针对激光光斑图像采集过程中的后向散射现象,提出基于异步距离选通的激光后向散射抑制技术... 设计了一种激光光斑位置测量系统,用于提高激光照射器监测系统测量激光光斑位置时的测量精度。分别介绍了测量系统的组成及它们的信号连接关系。针对激光光斑图像采集过程中的后向散射现象,提出基于异步距离选通的激光后向散射抑制技术。为了克服大气湍流扰动对激光光斑成像的影响,利用改进的盲解卷积算法对激光光斑图像进行事后图像处理。最后,对光斑图像进行畸变校正,并利用高斯曲面拟合算法提取光斑位置。设计了若干仿真实验,并应用该系统处理了实际外场实验。结果表明,所设计的激光光斑位置测量系统的测量精度不超过0.3pixel。 展开更多
关键词 激光光斑 位置测量 激光后向散射 盲解卷积算法 大气湍流 短波红外
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激光光斑的高斯拟合 被引量：28
3
作者 孔兵 王昭 谭玉山 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2002年第4期277-278,共2页
给出了激光光斑的高斯拟合及其改进算法 ,实验表明 ,拟合曲线与原始实验数据达到很好的逼近 。
关键词 激光 光斑 高斯拟合 最小二乘原理 算法
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图像处理在光路自动准直系统中的应用 被引量：30
4
作者 吕凤年 刘代中 +2 位作者 徐仁芳 曹金洲 范滇元 《光学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期335-337,共3页
光路自动准直系统应用于惯性约束聚变的高功率激光装置中的光束自动调整。图像处理是光路自动准直的关键技术之一。针对神光Ⅲ原型装置,结合阈值化、重心法、中值滤波和圆拟合等多种不同的图像处理方法设计了一套合理的准直方案,并且在... 光路自动准直系统应用于惯性约束聚变的高功率激光装置中的光束自动调整。图像处理是光路自动准直的关键技术之一。针对神光Ⅲ原型装置,结合阈值化、重心法、中值滤波和圆拟合等多种不同的图像处理方法设计了一套合理的准直方案,并且在模拟实验平台上进行了实验验证。实验结果表明,光路自动准直系统能够在15min之内顺利完成光路的自动调整,光束近场调整精度优于近场光斑的±0.5%,光束远场调整精度≤±0.3″,满足了原型装置的总体要求。 展开更多
关键词 激光技术 激光光斑 自动准直 图像处理
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激光光斑直径对熔覆层裂纹的影响 被引量：27
5
作者 付福兴 畅庚榕 +1 位作者 赵小侠 张艳丽 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2015年第3期178-181,共4页
通过理论推导分析了激光熔覆过程中熔覆层裂纹形成的物理机制,研究了激光光斑直径对裂纹缺陷的影响。选择40Cr为基底材料,Ni60为熔覆粉末进行了激光熔覆实验,获取了不同光斑直径下的熔覆效果图,并对裂纹分布特性进行了分析。理论与实验... 通过理论推导分析了激光熔覆过程中熔覆层裂纹形成的物理机制,研究了激光光斑直径对裂纹缺陷的影响。选择40Cr为基底材料,Ni60为熔覆粉末进行了激光熔覆实验,获取了不同光斑直径下的熔覆效果图,并对裂纹分布特性进行了分析。理论与实验结果表明,随着激光光斑直径的增大,熔覆层的裂纹率逐渐增加,裂纹的深度逐渐加深,裂纹的宽度也随之加大。 展开更多
关键词 激光熔覆 光斑直径 激光比能 裂纹率
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基于空间矩的激光光斑中心亚像素定位 被引量：25
6
作者 郑毅 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2005年第7期521-523,共3页
首先介绍了火炮身管弯曲度测量系统的构成,然后阐述了基于二阶空间矩算子的亚像素定位算法,在此基础上对激光光斑中心位置进行高精度测量。先使用LoG算子把光斑边缘定位到单像素精度,然后使用二阶空间矩算子进一步细分,使边缘定位达到... 首先介绍了火炮身管弯曲度测量系统的构成,然后阐述了基于二阶空间矩算子的亚像素定位算法,在此基础上对激光光斑中心位置进行高精度测量。先使用LoG算子把光斑边缘定位到单像素精度,然后使用二阶空间矩算子进一步细分,使边缘定位达到亚像素精度,再通过拟合计算得到光斑中心坐标。同时还进行了常用光斑中心定位算法与空间矩算法的对比实验,并对实验结果进行了定量分析。实验结果表明,二阶空间矩算法比常用光斑中心定位算法的定位精度有较大提高。 展开更多
关键词 激光光斑 亚像素 空间矩算子
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光斑类型对激光熔覆MoFeCrTiWAlNb高熔点高熵合金涂层组织和性能的影响 被引量：26
7
作者 王慧琳 郭亚雄 +2 位作者 蓝宏伟 刘其斌 周芳 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期130-137,共8页
目的获得高性能工具钢涂层。方法分别采用方形光斑及圆形光斑激光熔覆试验,在M2工具钢(W6Mo5Cr4V2)上制备出MoFeCrTiWAlNb高熵合金(HEA)涂层,对比分析两种工艺下,高熵合金涂层的组织结构及性能差异。采用SEM、XRD、EDS分析两种涂层形貌... 目的获得高性能工具钢涂层。方法分别采用方形光斑及圆形光斑激光熔覆试验,在M2工具钢(W6Mo5Cr4V2)上制备出MoFeCrTiWAlNb高熵合金(HEA)涂层,对比分析两种工艺下,高熵合金涂层的组织结构及性能差异。采用SEM、XRD、EDS分析两种涂层形貌、成分、相结构。采用显微硬度计、摩擦磨损试验机测试两种涂层的硬度及耐磨性。结果球磨4h后,合金粉末没有合金化,但是发生了形变,合金粉末更加细小均匀,平均直径为56.1μm。圆形光斑制备的HEA涂层的主相结构是BCC和MC碳化物,而矩形光斑激光熔覆制备的HEA涂层的主相结构是BCC、hcp-Fe2Nb和MC碳化物。圆形光斑涂层中出现明显的相分离现象,而采用方形光斑的激光熔覆层熔深浅,稀释率小,显微组织主要由不规则树枝晶及颗粒状碳化物构成。方形光斑激光熔覆涂层平均硬度为850HV左右,圆形光斑激光熔覆涂层平均硬度为680HV左右。相较于圆形光斑所制备的HEA涂层,方形光斑所制备的HEA涂层摩擦系数低,磨损量小,磨损表面光滑,主要磨损机制为磨粒磨损。结论矩形光斑更适合于激光熔覆Mo FeCrTiWAlNb高熵合金涂层。 展开更多
关键词 激光熔覆 矩形斑点 MoFeCrTiWAlNb 高熵合金涂层 hcp-Fe2Nb 耐磨性
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激光参数对碳纤维复合材料质量烧蚀率的影响 被引量：23
8
作者 郭亚林 梁国正 +1 位作者 丘哲明 邓杰 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期84-88,共5页
为了研究激光参数对碳纤维增强有机硅改性环氧树脂复合材料质量烧蚀率的影响规律,选用不同激光参数、采用高强度CO2激光器对该复合材料进行了激光辐照试验。分别分析了入射激光的辐照时间、强度和光斑直径对碳纤维增强有机硅改性环氧树... 为了研究激光参数对碳纤维增强有机硅改性环氧树脂复合材料质量烧蚀率的影响规律,选用不同激光参数、采用高强度CO2激光器对该复合材料进行了激光辐照试验。分别分析了入射激光的辐照时间、强度和光斑直径对碳纤维增强有机硅改性环氧树脂复合材料质量烧蚀率的影响规律。研究结果表明:激光辐照时间对该复合材料的质量烧蚀率的影响不大,而该复合材料的质量烧蚀率随入射激光强度和光斑直径的增大而增大。 展开更多
关键词 激光参数 碳纤维 有机硅改性环氧树脂 复合材料 质量烧蚀率 辐照时间 激光强度 光斑直径
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飞秒激光烧蚀光斑图像的双边滤波增强及FCM分割 被引量：23
9
作者 王福斌 孙海洋 +1 位作者 王宜文 李李漫丝 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期630-633,共4页
飞秒激光烧蚀单晶硅材料过程中会伴随衍生等离子体发光,由CCD相机采集等离子体的光辐射信号可获得激光烧蚀光斑图像。针对光斑图像核心烧蚀区域易受光晕、烧蚀热过渡区域等因素影响问题,提出了烧蚀光斑图像的双边滤波增强结合模糊C均值... 飞秒激光烧蚀单晶硅材料过程中会伴随衍生等离子体发光,由CCD相机采集等离子体的光辐射信号可获得激光烧蚀光斑图像。针对光斑图像核心烧蚀区域易受光晕、烧蚀热过渡区域等因素影响问题,提出了烧蚀光斑图像的双边滤波增强结合模糊C均值聚类(FCM)分割策略,将光斑不同区域分割出来。首先,采用主成分分析(PCA)方法对光斑图像进行主成分提取,增强图像并去除噪声影响。其次,在PCA提取的第一主成分图像基础上,用双边滤波对光斑图像进一步增强处理,突出了光斑核心目标区域的层次。最后,采用模糊C-均值聚类(FCM)将光斑图像的各个区域精确的分割出来。通过与Canny算子结合高斯滤波的光斑图像分割效果对比表明,本文提出的光斑图像分割方法,对光斑核心区域、光斑细节及光斑层次分割方面具有优势。 展开更多
关键词 飞秒激光 等离子体光斑 图像增强 双边滤波FCM算法
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激光光斑中心精确定位算法研究 被引量：22
10
作者 刘兆蓉 王志乾 +1 位作者 刘绍锦 沈铖武 《计算机仿真》 CSCD 北大核心 2011年第5期399-401,409,共4页
研究激光光斑精确定位问题,传统的亚像素定位算法,面临抗干扰能力弱、定位精度低和软件实现复杂等问题。为了满足变形测量系统中对激光光斑中心精确定位的要求,提出了基于重心的曲线拟合亚像素定位算法。在重心法的基础上,引入了曲线拟... 研究激光光斑精确定位问题,传统的亚像素定位算法,面临抗干扰能力弱、定位精度低和软件实现复杂等问题。为了满足变形测量系统中对激光光斑中心精确定位的要求,提出了基于重心的曲线拟合亚像素定位算法。在重心法的基础上,引入了曲线拟合算法来提高激光光斑中心定位的精度。由于加入了图像预处理环节,有效的降低了噪声干扰,增强了算法的抗噪声性能。算法仅对图像中少量的数据点进行计算,不但语言描述简单,而且能大大节省系统资源。仿真结果表明算法是一种实用的精确定位算法,提高变形测量系统的精度要求。 展开更多
关键词 变形测量 亚像素定位 激光光斑 重心法 曲线拟合
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星载激光光斑影像质心自动提取方法 被引量：21
11
作者 袁小棋 李国元 +3 位作者 唐新明 高小明 黄庚华 李野 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第2期135-141,共7页
激光光斑影像的质心提取是卫星激光测高数据处理中的重要环节,对于获得精确的激光指向角有重要的意义。本文总结了灰度重心法、高斯拟合法以及椭圆拟合法3种常用的质心提取方法,在比较其优缺点之后结合高斯曲面拟合法和椭圆拟合法,提出... 激光光斑影像的质心提取是卫星激光测高数据处理中的重要环节,对于获得精确的激光指向角有重要的意义。本文总结了灰度重心法、高斯拟合法以及椭圆拟合法3种常用的质心提取方法,在比较其优缺点之后结合高斯曲面拟合法和椭圆拟合法,提出了一种基于高斯阈值的椭圆拟合方法,针对仿真数据进行试验,有较好的精度结果。采用GLAS(geoscience laser altimeter system)的实际激光光斑影像LPA(laser profile array)数据进行试验,发现LPA光斑质心位置变化周期约为1.5h,幅度最大可达2~3个像素,对应激光指向角变化约9″,说明在轨监视激光质心位置变化对于提高激光指向角测量精度非常必要。相关结论可为后续国产卫星激光测高仪足印影像处理提供参考。 展开更多
关键词 卫星激光测高 激光光斑 足印影像 LPA影像 质心提取
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激光光斑能量分布的三维伪彩色可视化方法 被引量：12
12
作者 方海涛 黄德双 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2004年第10期61-64,共4页
人眼对不同灰度级的分辨能力非常有限,但对色彩却相当敏感,能区分有不同亮度、色度和饱和度的成千上万种颜色。根据人眼视觉的这个特点,提出了一种激光光斑能量分布的三维伪彩色可视化方法。该方法利用伪彩色技术将激光光斑的256级灰度... 人眼对不同灰度级的分辨能力非常有限,但对色彩却相当敏感,能区分有不同亮度、色度和饱和度的成千上万种颜色。根据人眼视觉的这个特点,提出了一种激光光斑能量分布的三维伪彩色可视化方法。该方法利用伪彩色技术将激光光斑的256级灰度图像变换为连续变化的伪彩色图像,通过空间灰度插值运算将离散的图像数据生成光斑的彩色三维模型,实现激光光斑能量分布结构的三维可视化,以反映光斑不同区域能量分布的相对大小和位置,并可以通过3D坐标变换进一步方便人们从各个角度观察激光的能量分布。这为光束质量的评判提供了重要依据。 展开更多
关键词 激光光斑 灰度图像 伪彩色变换 能量分布
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基于圆拟合的非完整圆激光光斑中心检测算法 被引量：20
13
作者 王拯洲 许瑞华 胡炳樑 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2013年第6期708-711,共4页
为了确定非均匀、非完整圆小孔激光光斑的精确中心,提出一种基于圆拟合的非完整圆小孔激光光斑中心检测新方法。该方法通过灰度形态学算法对激光光斑进行阈值分割,从水平和垂直两个方向检测粗略的激光光斑边缘,利用边界生长法消除比较... 为了确定非均匀、非完整圆小孔激光光斑的精确中心,提出一种基于圆拟合的非完整圆小孔激光光斑中心检测新方法。该方法通过灰度形态学算法对激光光斑进行阈值分割,从水平和垂直两个方向检测粗略的激光光斑边缘,利用边界生长法消除比较短的圆弧和孤立的边缘点,通过反复迭代拟合获得最佳的圆轮廓并拟合出最终的标准圆。实验结果表明本方法精度明显优于传统的大型激光装置自动准直系统中的重心法,完全满足了该系统中对于非均匀、非完整圆小孔激光光斑中心求取的精度要求。 展开更多
关键词 小孔激光光斑 边界生长 圆拟合 图像处理
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激光光斑中心定位算法的实用性改进 被引量：14
14
作者 蓝章礼 杨小帆 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2008年第6期7-9,共3页
研究了重心法、Hough变换、圆拟合算法及空间矩算法,通过理论分析与实验测试,找到一种能有效提高激光光斑中心检测抗干扰性能和定位精度的算法,该算法适用于对测量精度要求高的实时自动测量,并被成功地用于渝黔高速公路太平庄大桥和安... 研究了重心法、Hough变换、圆拟合算法及空间矩算法,通过理论分析与实验测试,找到一种能有效提高激光光斑中心检测抗干扰性能和定位精度的算法,该算法适用于对测量精度要求高的实时自动测量,并被成功地用于渝黔高速公路太平庄大桥和安稳大桥的自动激光挠度测量系统中。 展开更多
关键词 激光光斑 中心 改进
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激光光斑边缘检测算子的研究进展 被引量：19
15
作者 张英明 李永亮 +3 位作者 张翼鹏 胡伟伟 刘泓鑫 顾小琨 《量子光学学报》 北大核心 2019年第1期109-116,共8页
光斑的边缘检测算子对一幅激光光斑的质量有着重要的影响,是激光光斑的后续图像处理和分析的前提。目前,在国内外应用比较广泛的边缘检测算子主要有Roberts算子、Prewitt算子、Sobel算子、Gaussion-Laplace算子和Canny算子。本文在总结... 光斑的边缘检测算子对一幅激光光斑的质量有着重要的影响,是激光光斑的后续图像处理和分析的前提。目前,在国内外应用比较广泛的边缘检测算子主要有Roberts算子、Prewitt算子、Sobel算子、Gaussion-Laplace算子和Canny算子。本文在总结几种典型边缘检测算子的基础上,对比分析了各个算子的优点和不足,对未来算子的改进方向做出展望。 展开更多
关键词 激光光斑 定位精度 边缘检测
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一种改进的激光光斑中心亚像素定位方法 被引量：19
16
作者 王杰飞 刘洁瑜 +1 位作者 赵晗 沈强 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期476-479,共4页
为了满足平台漂移测量系统中平台漂移角速度高精度测量的要求,基于傅里叶级数,提出了一种改进的激光光斑中心高斯拟合定位方法。该方法在简化高斯拟合模型的同时保证了相对较高的激光光斑中心定位精度。结果表明,改进的高斯定位算法中... 为了满足平台漂移测量系统中平台漂移角速度高精度测量的要求,基于傅里叶级数,提出了一种改进的激光光斑中心高斯拟合定位方法。该方法在简化高斯拟合模型的同时保证了相对较高的激光光斑中心定位精度。结果表明,改进的高斯定位算法中心定位精度为0.01pixel,明显优于传统质心法和带阈值质心法的0.1pixel。改进后的算法具有较好的算法稳定性。 展开更多
关键词 图像处理 亚像素定位 傅里叶级数 高斯拟合 激光光斑
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采用啁啾脉冲堆积的时间束平滑技术 被引量：15
17
作者 张锐 张小民 +4 位作者 粟敬钦 隋展 林宏奂 景峰 王文义 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第10期1512-1516,共5页
成丝不稳定性是间接驱动靶丸均匀压缩面临的重要问题，10μm到100μm的靶面光强起伏对其影响尤为严重，须采用合理的束平滑措施加以抑制。提出用光纤系统对啁啾脉冲堆积，然后对组合脉冲做光谱角色散，利用焦斑不同时刻对应频谱成分不... 成丝不稳定性是间接驱动靶丸均匀压缩面临的重要问题，10μm到100μm的靶面光强起伏对其影响尤为严重，须采用合理的束平滑措施加以抑制。提出用光纤系统对啁啾脉冲堆积，然后对组合脉冲做光谱角色散，利用焦斑不同时刻对应频谱成分不同形成的束平滑机制，抑制焦斑内的高频起伏。利用傅里叶变换方法推导出了光栅色散后的组合脉冲表达式。模拟结果表明，焦斑尺寸随色循环数和光栅色散方向上基准脉冲带宽的增加而增大。通过计算包含焦斑能量95％范围内的通量衬比度随时间变化的曲线，得出一个色循环、基准脉冲带宽0．3～0．5nm下可以获得最佳的焦斑平滑效果。这种新型的时间束平滑方：去结构简单且焦斑特性可调，这些优点使得它在提高靶面辐照均匀性方面具有重要的应用价值。 展开更多
关键词 激光技术 时间束平滑 脉冲堆积 焦斑 惯性约束聚变
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时域与空域结合实现光束匀滑的光谱优化分析 被引量：17
18
作者 李平 马驰 +3 位作者 粟敬钦 张锐 王芳 程文雍 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期534-538,共5页
为改善焦斑的均匀性以应用于惯性约束聚变(ICF)的实验,从焦斑形态的控制出发,在随机相位板(RPP)和连续相位板(CPP)做空域整形下,用同样带宽和最大谱色散角,模拟了不同光谱形状的匀滑效果,通过焦斑强度的功率谱密度(PSD)和平顶的均方根(R... 为改善焦斑的均匀性以应用于惯性约束聚变(ICF)的实验,从焦斑形态的控制出发,在随机相位板(RPP)和连续相位板(CPP)做空域整形下,用同样带宽和最大谱色散角,模拟了不同光谱形状的匀滑效果,通过焦斑强度的功率谱密度(PSD)和平顶的均方根(RMS)对获得的焦斑进行评价.结果表明,改善光谱形状可以提高匀滑效率,优化光谱相对主流的正弦调频光谱对匀滑效果的均方根值可提高43.7%.同时,设计相位板时考虑焦斑上不同空间频率的权重,有利于匀滑. 展开更多
关键词 激光技术 相位板 光谱色散匀滑 光谱形状 焦斑形态
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激光光斑定位的多圆拟合算法的研究 被引量：14
19
作者 秦义 付小宁 黄峰 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2006年第4期519-523,共5页
介绍了用于提取激光光斑参数的曲面拟合和圆拟合算法,在圆拟合算法的基础上提出了新的多圆拟合算法,在不同的噪声水平下比较了曲面拟合算法和多圆拟合算法所能够达到的精度。研究结果表明,多圆拟合算法具有更好的抗噪声性能,除了可以检... 介绍了用于提取激光光斑参数的曲面拟合和圆拟合算法,在圆拟合算法的基础上提出了新的多圆拟合算法,在不同的噪声水平下比较了曲面拟合算法和多圆拟合算法所能够达到的精度。研究结果表明,多圆拟合算法具有更好的抗噪声性能,除了可以检测光斑中心外,多圆拟合算法还可以检测其半径达到亚像素级的光斑,所以能够广泛地应用在光学测量系统之中。 展开更多
关键词 多圆拟合算法 激光光斑 抗噪声性能
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激光光斑的图像处理及边缘检测的改进 被引量：17
20
作者 曹远佳 尉广军 李先龙 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2016年第9期1160-1164,共5页
为了更精准地检测激光光斑中心位置与半径,用Matlab对采集到的激光光斑图像进行仿真对比实验,根据每一步图像处理结果分析,选出最理想的方案进行图像后续处理。最后根据光斑边缘检测的效果,用LabVIEW做出曲线拟合与图像边界的认定,解决... 为了更精准地检测激光光斑中心位置与半径,用Matlab对采集到的激光光斑图像进行仿真对比实验,根据每一步图像处理结果分析,选出最理想的方案进行图像后续处理。最后根据光斑边缘检测的效果,用LabVIEW做出曲线拟合与图像边界的认定,解决了圆拟合算法对二值化后的光斑图像边缘认定不准,半径计算不够精确等关键问题。实验结果表明改进后的中心定位法,切实可行,对激光发射机光斑半径及其他参数的检测提供了一种更为精确的手段。 展开更多
关键词 激光光斑 边缘检测 曲线拟合 MATLAB LABVIEW
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