【摘要】：光電子信息技術(shù)是現(xiàn)代通信生存和發(fā)展的基礎(chǔ),也使得構(gòu)建大規(guī)模高速通信網(wǎng)絡(luò)成為可能。光纖的對準(zhǔn)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(zhǔn)熔接對建立優(yōu)良的光纖通信網(wǎng)絡(luò)具有重要意義。目前,商業(yè)化的光纖對準(zhǔn)熔接機(jī)普遍采用兩個光學(xué)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(yuǎn)心鏡頭應(yīng)運(yùn)而生,其在精密測量領(lǐng)域有良好的表現(xiàn)。本課題將遠(yuǎn)心鏡頭應(yīng)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(shí)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(chǔ)。特征點(diǎn)精度越高,得到的光纖位置關(guān)系就越準(zhǔn)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(diǎn)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(diǎn)的匹配是光纖三維重構(gòu)的重點(diǎn)。考慮到光纖的特征簡單,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(diǎn)提取算法,并針對遠(yuǎn)心視覺系統(tǒng)特點(diǎn),提出一種快速估計(jì)基本矩陣的方法,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了光纖在三維場景下的重構(gòu)。然后,研究了光纖對接的策略。先對整個運(yùn)動平臺進(jìn)行解耦,依據(jù)現(xiàn)有的設(shè)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(bǔ)償,一定程度上實(shí)現(xiàn)了光纖對準(zhǔn)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(fù)試驗(yàn),并對影響光纖對接的因素做了實(shí)驗(yàn)分析,實(shí)驗(yàn)表明,本系統(tǒng)能夠快速準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)光纖的對接,并具有較強(qiáng)的魯棒性。
【圖文】：

圖 1-2 便攜式光纖熔接機(jī)熔接機(jī)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(jīng)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(zhǔn)的求取兩光纖在空間中的位姿光纖顯微鏡頭相機(jī)

圖 2-1 單模光纖結(jié)構(gòu)示意圖.1.2 單模光纖的制備在光纖對接的時候，實(shí)際參與對準(zhǔn)的是單模光纖的包層和玻璃纖芯，，因此接之前，需要進(jìn)行單模光纖的制備，包括剝離涂覆層和保護(hù)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(zhì)量對光纖的對準(zhǔn)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(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TP391.41;TN253

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本文編號：2657145