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《激光光斑定位的多圆拟合算法的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、第26卷第4期西安科技大学学报Vol.26No142006年12月JOURNALOFXI′ANUNIVERSITYOFSCIENCEANDTECHNOLOGYDec12006文章编号:1672-9315(2006)04-0519-053激光光斑定位的多圆拟合算法的研究123秦义,付小宁,黄峰(1.西安石油大学计算机学院,陕西西安710065;2.西安电子科技大学机电工程学院,陕西西安710071;3.西安科技大学通信与信息工程学院,陕西西安710054)摘要:介绍了用于提取激光光斑参数的曲面拟合和圆拟合
2、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。关键词:多圆拟合算法;激光光斑;抗噪声性能中图分类号:TP301.6文献标识码:AMulti2circlefittingalgorithmsforlaserspotlocation123QINYi,FUXiao2ning,HUANG
3、Feng(1.SchoolofComputer,Xi′anPetroleumUniversity,Xi′an710065,China;2.SchoolofElectromechanicalEngineering,XidianUniversity,Xi′an710071,China;3.SchoolofCommunicationandInformationEngineering,Xi′anUniversityofScienceandTechnology,Xi′an710054,China)Abstract
4、:Thesurfacefittingalgorithmandcirclefittingalgorithmavailableforgettinglaserspotparame2tersarediscussed.Basedoncirclesfittingoflaserspotshapethenewlymulti2circlefittingalgorithmisproposed,andtheprecisionsofmulti2circlesfittingalgorithmandsurfacefittingal
5、gorithmunderdifferentnoiselevelarecompared.Accordingtotheresearch,themulti2circlefittingalgorithmhasbetterperform2anceofanti2noise.Themulti2circlefittingalgorithmcandetectnotonlythespotcenterbutalsospotwhichtheradiusisonsub2pixellevel.Sothemulti2circlefi
6、ttingalgorithmcanbeusedintheopticalmeasurementsystems.Keywords:multi2circlefitting;laserspot;performanceofanti2noise0引言在光学测量系统中经常将激光作为基准,激光光斑的中心代表了光线在空间的位置,所以激光光斑中心的检测决定了测量的精度。在激光光斑中心的检测中,常用使用的检测方法有重心法、Hough变换法和圆拟[1,2]合法。重心法计算简单,但要求光斑形状规则,而且不能给出光斑尺度参数;Ho
7、ugh变换建立了一种从图像空间到参数空间的映射关系,该变换因为需要对参数空间离散化,从而限制了检测精度,同时占用计算机[3]内存较大,所以在实际应用中受到了限制。在实用中,常采用基于最小二乘原理的曲面拟合算法。在激光光斑能量呈高斯分布的曲面拟合算法的基础上,文中提出了用于激光光斑检测的多圆拟合算法,并且在不3收稿日期:2005-10-25基金项目:西安电子科技大学青年科研工作站资助项目(020405)作者简介:秦义(1964-),男,上海市人,副教授,主要从事通信与电子系统、光纤通信的研究1520西安科
8、技大学学报2006年同的噪声条件下对比分析了曲面拟合算法和多圆拟合算法的精度。研究结果表明,多圆拟合算法具有更好的抗噪声性能。[4-6]1激光光斑能量呈高斯分布的曲面拟合算法1.1激光光斑能量的高斯分布激光光斑的能量以光线横截面几何中心呈高斯分布,激光光斑的能量分布可以表示为22(x-x0)(y-y0)f(x,y)=G×exp--(1)222σx2σy式中G为高斯分布的幅值;x0,y0为对称中心即光斑中心;σx,σy为两个方向上的标准差。对
