光導纖維切割形狀檢測與識別方法研究

22200字 50頁

摘 要
隨著光纖通信的發(fā)展，方便快捷的檢測光纖端面質量的儀器對于維護光纖通訊網絡的有效連接具有重大的意義。本文設計的基于便攜式光纖端面檢測儀器，體積小，便于場外作業(yè)。根據在實際通訊中對光纖端面質量的要求，將采集到的圖像在DSP中實時進行處理，并按照標準判定光纖端面的質量。系統(tǒng)具有良好的人機交互模式和存儲模式，功能完善。
本論文主要完成幾項工作
(1)提出了整個系統(tǒng)的總體設計方案，主要包括光學系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、成像采集系統(tǒng)以及硬件平臺的選擇。
(2)在 DSP 處理器中設計了光纖端面檢測儀器的圖像采集程序和顯示程序，并且設計了人機交互模塊，加強了該軟件的適應性。
(3)設計了光纖連接器端面圖像的處理程序，先用 Canny 算法檢測圖像邊緣，提出改進的 Hough 算法進行光纖包層圓的定位和區(qū)域劃分。根據圖像光照分布提出了分區(qū)域二值化方法，并且采用圓度定義區(qū)分端面的質量。
(4)進行了系統(tǒng)的布局、組裝、調試和實驗。
關鍵詞:光纖端面檢測，圖像采集，圖像處理，Canny 算法，DSP處理器


ABSTRACT
With the development of optical fiber communication, it is great significance to detect the fiber end conveniently for network connections.In this paper, we designed a portable optical fiber end-detection equipment. It is small and easy to operate in the outdoors.According to the actual communication quality requirements for fiber end face, The images were collected by the DSP processor for processing at real time and determined quality of the fiber end face according to the standards. The system has a good human-computer interaction, good storage model, and fully functions.
Major work of this dissertation:
(1)The entire system was designed. It includes optical system, lighting systems, image acquisition system and hardware platform choices.
(2)The image acquisition and display process of the fiber end face detection equipment on the DSP processor was achieved by invoking the bottom driver. The human-computer interaction module was designed to adjust the threshold of the parameter, and the adaptability of the software was enhanced.
(3)The whole image processing program of the equipment was designed. The Canny edge detection algorithm was designed to detect the edge of good quality and continuous. An improved Hough algorithm was proposed to detect the position of the fiber cladding. Binary process was used regional separation according to the lightdistribution of the fiber end image. The stain and the scratch on the fiber end image was distinguished according to the definition of roundness.
(4)The entire system was assembled, tested and experimented.
KEY WORDS ： Fiber end detection, image acquisition, image processing, Canny algorithm, DSP processor

目錄
第一章 緒論 1
1.1 光纖端面檢測系統(tǒng)的研究背景 1
1.1.1 光纖通訊的發(fā)展 1
1.1.2 光纖連接器端面檢測的意義 2
1.1.3 光纖端面質量檢測的現有方法 3
1.1.4 光纖端面質量檢測的現有產品 4
1.2 嵌入式系統(tǒng)的特點 6
1.2.1 嵌入式系統(tǒng)的硬件介紹 7
1.2.2嵌入式系統(tǒng)的軟件介紹 7
1.2.3 嵌入式系統(tǒng)的特點 8
1.3 本論文的研究目的及主要內容 9
1.3.1 本論文的研究目的 9
1.3.2 本論文的主要內容 9
第二章 便攜式光纖端面檢測系統(tǒng)設計 11
2.1 光纖端面檢測儀的總體結構 11
2.2 光學成像系統(tǒng)和照明系統(tǒng) 12
2.3 光纖端面檢測儀的圖像采集部分 15
2.4 光纖端面檢測儀的硬件部分 15
2.5 光纖端面檢測儀的軟件部分 16
2.5.1 光纖端面檢測儀的上層應用程序開發(fā) 17
2.6 本章小結 18
第三章 便攜式光纖端面檢測儀圖像采集和預處理 19
3.1 圖像數據的獲取和顯示 19
3.1.1 圖像數據的獲取 19
3.1.2 圖像數據的繪制和顯示 21
3.2 光纖端面圖像檢測預處理 23
3.2.1 數字圖像處理方法和基本流程 23
3.2.2 圖像的預處理 24
3.2.3 圖像的邊緣檢測及閾值分割 25
3.3 本章小結 36
第四章：系統(tǒng)的器件展示及部分程序運行結果 37
4.1 便攜式光纖連接端面檢測儀的開發(fā)板 37
4.2 部分程序運行結果 37
4.3 本章小結 38
第五章 總結與展望 39
5.1 總結 39
5.2 展望 39
致 謝 40
參考文獻 41