【摘要】：光電子信息技術是現(xiàn)代通信生存和發(fā)展的基礎,也使得構建大規(guī)模高速通信網(wǎng)絡成為可能。光纖的對準熔接是影響光纖通信的重要因素,高精度低損耗的光纖對準熔接對建立優(yōu)良的光纖通信網(wǎng)絡具有重要意義。目前,商業(yè)化的光纖對準熔接機普遍采用兩個光學顯微鏡頭,兩光纖的相對位姿通過精密的夾具保持一致,但這種方式對光纖裝夾平臺的精度要求較高。此外,隨著工業(yè)鏡頭制作工藝的不斷提升,具有高分辨率、低畸變以及恒定放大倍率的遠心鏡頭應運而生,其在精密測量領域有良好的表現(xiàn)。本課題將遠心鏡頭應用在光纖對接,并擺脫精密夾具的限制,采用視覺伺服的方式實現(xiàn)光纖在空間5個自由度的精密對接。論文主要包括以下幾個方面:首先,光纖的特征提取是求取光纖相對姿態(tài)的基礎。特征點精度越高,得到的光纖位置關系就越準確。另一方面,光纖姿態(tài)的動態(tài)檢測需要快速的圖像處理算法,為了兼顧光纖特征提取所需的高精度和高速度,本課題針對光纖圖像的特點提出了一種基于擬合法的快速亞像素光纖圖像處理算法。接著,特征點的匹配是光纖三維重構的重點�？紤]到光纖的特征簡單,沒有多余的紋理信息,本課題提出一種基于幾何約束的光纖特征點提取算法,并針對遠心視覺系統(tǒng)特點,提出一種快速估計基本矩陣的方法,進而實現(xiàn)了光纖在三維場景下的重構。然后,研究了光纖對接的策略。先對整個運動平臺進行解耦,依據(jù)現(xiàn)有的設備,提出了一種兩步對接策略,并對系統(tǒng)中由于圖像處理時間等造成的“遲滯”現(xiàn)象做了補償,一定程度上實現(xiàn)了光纖對準的視覺伺服控制。最后,集成了系統(tǒng)。對光纖對接的過程做了大量重復試驗,并對影響光纖對接的因素做了實驗分析,實驗表明,本系統(tǒng)能夠快速準確實現(xiàn)光纖的對接,并具有較強的魯棒性。
【圖文】：

圖 1-2 便攜式光纖熔接機熔接機的原理如圖 1-3 所示，一般會利用兩LED 單色光源互成一定角度放置，光經過反和包層的折射率不一樣，這樣處理能得到一相見的圖像是十分有利于隨后的圖像處理。的制作工藝不斷地提升，除了顯微鏡頭，也鏡頭的圖像畸變非常小，且沒有透視投影誤我們更加精準的求取兩光纖在空間中的位姿光纖顯微鏡頭相機

圖 2-1 單模光纖結構示意圖.1.2 單模光纖的制備在光纖對接的時候，實際參與對準的是單模光纖的包層和玻璃纖芯，，因此接之前，需要進行單模光纖的制備，包括剝離涂覆層和保護外殼以及光纖端切割。如圖 2-2 所示，剝離光纖的涂覆層需要專門的工具米勒鉗，使用時注意不裸纖夾斷，剝離完成后還要利用棉球蘸取適量酒精清潔光纖包層，去除其上覆層殘屑。由于光纖端面質量對光纖的對準熔接有很大影響，因此必須用專光纖切割刀切割剝離后的光纖，得到完整無損的光滑端面。
【學位授予單位】：武漢理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TP391.41;TN253

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本文編號：2657145