【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光纤，特别涉及一种光纤切割刀片磨损程度检测方法及系统。
技术介绍
1、带装维人员在熔接光纤时，光纤切割刀与熔接机是搭配使用的，光纤切割刀的使用环境相对恶劣，因此及时的维护对于切割刀使用寿命以及光纤切割的质量有重要意义，光纤切割刀的锋利程度对光纤熔接的损耗有着直接影响。
2、目前，光纤切割刀的维护依赖使用人员的定期检查，无数据支持，如果光纤切割刀维护时间间隔过短，容易造成光纤切割刀刀片的浪费，维护时间间隔过长甚至忘记维护，容易造成光纤熔接损耗高甚至熔接失败等问题，因此，有必要研发一种光纤切割刀片磨损程度检测方法及系统来评估光纤切割刀片磨损程度，以便对光纤切割刀的维护提供支撑。
技术实现思路
1、本专利技术实施例提供了一种光纤切割刀片磨损程度检测方法及系统，以解决现有技术中的上述技术问题。
2、为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。
3、根据本专利技术实施例的第一方面，提供了一种光纤切割刀片磨损程度检测方法。
4、在一个实施例中，所述光纤切割刀片磨损程度检测方法，包括：
5、采集光纤端面图像，并对所述光纤端面图像进行图像预处理；
6、对图像预处理后的光纤端面图像进行边缘检测，确定光纤端面和纤芯的边界坐标；并根据光纤端面的边界
7、构建刀片磨损程度与光纤端面夹角和纤芯夹角的多项式回归模型，并根据所述多项式回归模型和时间权重，基于所述光纤端面夹角和所述纤芯夹角，计算得到光纤切割刀片磨损程度；
8、将所述光纤切割刀片磨损程度与预定磨损阈值进行比较，在比较结果为所述光纤切割刀片磨损程度超出所述预定磨损阈值的情况下，进行光纤切割刀片磨损提示。
9、在一个实施例中，对所述光纤端面图像进行图像预处理包括：
10、对所述光纤端面图像进行灰度化处理和高斯滤波处理。
11、在一个实施例中，对图像预处理后的光纤端面图像进行边缘检测，确定光纤端面和纤芯的边界坐标包括：
12、利用canny算法对图像预处理后的光纤端面图像进行边缘检测，得到光纤端面边界和纤芯边界；
13、根据所述光纤端面边界和所述纤芯边界，确定光纤端面的边界坐标和纤芯的边界坐标。
14、在一个实施例中，根据光纤端面的边界坐标以及纤芯的边界坐标，确定光纤端面夹角和纤芯夹角包括：
15、根据光纤端面的边界坐标，确定光纤端面的切线，并根据纤芯的边界坐标，确定纤芯的中心线；
16、基于所述光纤端面的切线和纤芯的中心线，利用曲线拟合算法对光纤端面和纤芯进行曲线拟合，得到光纤端面的拟合曲线以及纤芯的拟合曲线；
17、基于光纤端面的拟合曲线以及纤芯的拟合曲线，确定对应的曲线斜率，并根据曲线斜率，确定光纤端面夹角和纤芯夹角。
18、在一个实施例中，
19、y＝a1θ1+a2θ12+b1θ2+b2θ22+c
20、式中，y表示刀片磨损程度；θ1表示光纤纤芯夹角；θ2表示光纤端面夹角；a1、a2均表示光纤纤芯夹角与刀片磨损程度的调整系数，a1与θ1成线性关系，反映光纤纤芯夹角对刀片磨损程度的线性影响；a2与θ12成二次关系，反映光纤纤芯夹角的平方项对刀片磨损程度的影响，展示θ1非线性效应；b1、b2均表示光纤端面夹角与刀片磨损程度的调整系数；b1与θ2成线性关系，反映光纤端面夹角对刀片磨损的直接线性影响；b2与θ22成二次关系，反映光纤端面夹角的平方项对刀片磨损程度的影响，展示θ2的非线性效应；c表示刀片的基础磨损程度。
21、在一个实施例中，基于所述多项式回归模型，引入时间权重的加权最小二乘法拟合目标函数为：
22、
23、w(t)＝e-λt
24、λ＝0.1
25、式中，w(ti)表示第i时间段的时间权重因子；yi表示第i时间段的刀片磨损程度；w(t)表示时间权重因子；λ表示时间衰减常数；a1θ1i+a2θ1i2+
26、b1θ2i+b2θ2i2+c为多项式回归模型，用于预测第i时间段的刀片磨损程度；yi-(a1θ1i+a2θ1i2+b1θ2i+b2θ2i2+c)表示第i时间段实际磨损程度与预测磨损程度之间的差值；(yi-(a1θ1i+a2θ1i2+b1θ2i+b2θ2i2+c))2表示误差的平方，用于最小二乘法目标函数，确保所有误差均为非负值。
27、根据本专利技术实施例的第二方面，提供了一种光纤切割刀片磨损程度检测系统。
28、在一个实施例中，所述光纤切割刀片磨损程度检测系统，包括：
29、图像采集模块，用于采集光纤端面图像，并对所述光纤端面图像进行图像预处理；
30、夹角检测模块，用于对图像预处理后的光纤端面图像进行边缘检测，确定光纤端面和纤芯的边界坐标；并根据光纤端面的边界坐标以及纤芯的边界坐标，确定光纤端面夹角和纤芯夹角；
31、磨损计算模块，用于构建刀片磨损程度与光纤端面夹角和纤芯夹角的多项式回归模型，并根据所述多项式回归模型和时间权重，基于所述光纤端面夹角和所述纤芯夹角，计算得到光纤切割刀片磨损程度；
32、磨损警示模块，用于将所述光纤切割刀片磨损程度与预定磨损阈值进行比较，在比较结果为所述光纤切割刀片磨损程度超出所述预定磨损阈值的情况下，进行光纤切割刀片磨损提示。
33、在一个实施例中，所述图像采集模块在对所述光纤端面图像进行图像预处理时，对所述光纤端面图像进行灰度化处理和高斯滤波处理。
34、在一个实施例中，所述夹角检测模块对图像预处理后的光纤端面图像进行边缘检测，确定光纤端面和纤芯的边界坐标时，利用canny算法对图像预处理后的光纤端面图像进行边缘检测，得到光纤端面边界和纤芯边界；根据所述光纤端面边界和所述纤芯边界，确定光纤端面的边界坐标和纤芯的边界坐标；
35、在一个实施例中，所述夹角检测模块在根据光纤端面的边界坐标以及纤芯的边界坐标，确定光纤端面夹角和纤芯夹角时，根据光纤端面的边界坐标，确定光纤端面的切线，并根据纤芯的边界坐标，确定纤芯的中心线；基于所述光纤端面的切线和纤芯的中心线，利用曲线拟合算法对光纤端面和纤芯进行曲线拟合，得到光纤端面的拟合曲线以及纤芯的拟合曲线；基于光纤端面的拟合曲线以及纤芯的拟合曲线，确定对应的曲线斜率，并根据曲线斜率，确定光纤端面夹角和纤芯夹角。
36、在一个实施例中，所述多项式回归模型的公式为：
37、y＝a1θ1+a2θ12+b1θ2+b2θ22+c
38、式中，y表示刀片磨损程度；θ1表示光纤纤芯夹角；θ2表示光纤端面夹角；a1、a2均表示光纤纤芯夹角与刀片本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种光纤切割刀片磨损程度检测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的光纤切割刀片磨损程度检测方法，其特征在于，对所述光纤端面图像进行图像预处理包括：
3.根据权利要求1所述的光纤切割刀片磨损程度检测方法，其特征在于，对图像预处理后的光纤端面图像进行边缘检测，确定光纤端面和纤芯的边界坐标包括：
4.根据权利要求1所述的光纤切割刀片磨损程度检测方法，其特征在于，根据光纤端面的边界坐标以及纤芯的边界坐标，确定光纤端面夹角和纤芯夹角包括：
5.根据权利要求1所述的光纤切割刀片磨损程度检测方法，其特征在于，所述多项式回归模型的公式为：
6.根据权利要求1所述的光纤切割刀片磨损程度检测方法，其特征在于，基于所述多项式回归模型，引入时间权重的加权最小二乘法拟合目标函数为：
7.一种光纤切割刀片磨损程度检测系统，其特征在于，包括：
8.根据权利要求7所述的光纤切割刀片磨损程度检测系统，其特征在于，所述图像采集模块在对所述光纤端面图像进行图像预处理时，对所述光纤端面图像进行灰度化处理和高斯滤波处理。<...
【技术特征摘要】
1.一种光纤切割刀片磨损程度检测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的光纤切割刀片磨损程度检测方法，其特征在于，对所述光纤端面图像进行图像预处理包括：
3.根据权利要求1所述的光纤切割刀片磨损程度检测方法，其特征在于，对图像预处理后的光纤端面图像进行边缘检测，确定光纤端面和纤芯的边界坐标包括：
4.根据权利要求1所述的光纤切割刀片磨损程度检测方法，其特征在于，根据光纤端面的边界坐标以及纤芯的边界坐标，确定光纤端面夹角和纤芯夹角包括：
5.根据权利要求1所述的光纤切割刀片磨损程度检测方法，其特征在于，所述多项式回归模型的公式为：
6.根据权利要求1所述的光纤切割刀片磨损程度检测方法，其特征在于，基于所述多项式回归模型，引入时间权重的加权最小...
【专利技术属性】
技术研发人员：张嘉资，李宝瑞，张磊，孙兆凯，
申请(专利权)人：青岛瀚云光子通信科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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