【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光通信，更具体地，涉及一种多芯光纤自动对芯方法及系统、自动熔接方法。
技术介绍
1、随着信息技术的快速发展以及数字化时代的到来，信息量的急剧增长对传输带宽提出了巨大的挑战。由于传统的单模光纤或多模光纤在传输容量上存在限制，因此在面对大规模数据传输和高速互联网应用时往往会表现出性能的瓶颈。多芯光纤由于其多个独立的传输通道的设计，能够在同一根光纤中传输多个信号，因此能够极大地提升光纤网络的传输容量和速度，满足大规模数据传输的需求。
2、多芯光纤的多种应用中均涉及多芯光纤的耦合或熔接，而耦合或熔接需要进行多芯光纤的准直对中，即需要进行对芯。现有的多芯光纤对芯操作大多为人工对芯，受限于采用肉眼对芯和对测试经验的要求，对芯精度较低，可靠性较差，效率也较低。且当前市面上大多数的光纤熔接机都是针对单芯光纤设计的，即使部分型号能支持多芯光纤的熔接，也往往需要大量的人工干预，存在较大的不确定性，且耗时较长。另外，虽然也有少数厂家推出了多芯光纤自动熔接的算法，但往往其只能针对单一种类的多芯光纤，且光纤生产工艺及材料的变化都会对算法产生一定的影响，难以适应多芯光纤日新月异的变化趋势，适用性较差。
技术实现思路
1、本专利技术通过提供一种多芯光纤自动对芯方法及系统、自动熔接方法，解决现有技术中多芯光纤对芯的精度较低、效率较低、适用性较差，多芯光纤熔接损耗较高的问题。
2、第一方面，本专利技术提供一种多芯光纤自动对芯方法，包括以下步骤：
3、步骤1、获取多芯
4、步骤2、对所述端面图像进行边缘提取，得到亚像素精度边缘信息；
5、步骤3、基于所述亚像素精度边缘信息计算得到各边缘图形的几何参数，结合多芯光纤纤芯的几何特征信息筛选出各纤芯的边缘形状；
6、步骤4、对各纤芯做椭圆拟合，基于拟合结果得到各纤芯的初步定位信息，所述初步定位信息包括初步坐标参数及初步半径值；
7、步骤5、利用卡尺法在初步定位的基础上进行轮廓边缘点提取，并再次进行椭圆拟合，基于二次拟合结果得到各纤芯的二次定位信息，所述二次定位信息包括准确坐标参数及准确半径值；
8、步骤6、根据所述二次定位信息，计算得到多芯光纤的偏转角度；
9、步骤7、根据所述偏转角度控制多芯光纤旋转，使两端多芯光纤的偏转角度控制在阈值角度内，完成多芯光纤的自动对芯。
10、优选的，对所述端面图像进行边缘提取之前还包括：对所述端面图像进行锐化处理、清晰度量化处理和自动对焦。
11、优选的，采用tenegrad梯度法、brenner梯度法或laplacian梯度法对图像进行清晰度量化处理；采用斐波那契搜索算法或爬山算法，以图像清晰度作为反馈，完成图像的自动对焦。
12、优选的，所述步骤2中，利用sobel、canny、derichel、lanser或shen滤波器对图像进行边缘提取。
13、优选的，所述步骤3中，所述几何参数包括半径、不圆度和面积；根据各边缘图形的几何参数和多芯光纤纤芯的几何特征信息，进行多芯光纤芯数的自动识别，并筛选出各纤芯的边缘形状。
14、优选的，所述步骤4和所述步骤5中进行椭圆拟合时，采用algebraic、tukey或huber加权最小二乘法进行椭圆拟合。
15、优选的，所述步骤5中，利用卡尺法在初步定位的基础上进行轮廓边缘点提取时，在每个矩形区域内寻找一个灰度突变的峰值，将该峰值对应的像素点作为轮廓边缘点。
16、优选的，所述步骤6中，根据所述二次定位信息，绘制直线连接上下两端纤芯，将连接线的中点作为原点，绘制过所述原点的水平线和垂直线，计算所述连接线与所述垂直线之间的夹角，将所述夹角作为多芯光纤的偏转角度；
17、所述步骤7中，以所述偏转角度作为反馈值，采用爬山或迭代局部搜索算法控制多芯光纤旋转，使两端多芯光纤的偏转角度控制在±0.1度以内。
18、第二方面，本专利技术提供一种多芯光纤自动熔接方法，包括以下步骤：
19、对待熔接的多芯光纤进行预处理，对多芯光纤的切割状态进行检测，将两端的多芯光纤分别置于光纤熔接机的操作平台上，调节多芯光纤的放置位置，使多芯光纤的端面图像反射至图像采集装置的视场中；
20、采用上述的多芯光纤自动对芯方法完成多芯光纤的自动对芯；
21、控制光纤熔接机放电完成熔接。
22、第三方面，本专利技术提供一种多芯光纤自动对芯系统，包括：
23、图像获取单元，用于获取多芯光纤的端面图像；
24、定位计算单元，用于对所述端面图像进行边缘提取，得到亚像素精度边缘信息；用于基于所述亚像素精度边缘信息计算得到各边缘图形的几何参数，结合多芯光纤纤芯的几何特征信息筛选出各纤芯的边缘形状；用于对各纤芯做椭圆拟合，基于拟合结果得到各纤芯的初步定位信息，所述初步定位信息包括初步坐标参数及初步半径值；用于利用卡尺法在初步定位的基础上进行轮廓边缘点提取，并再次进行椭圆拟合，基于二次拟合结果得到各纤芯的二次定位信息，所述二次定位信息包括准确坐标参数及准确半径值；用于根据所述二次定位信息，计算得到多芯光纤的偏转角度；
25、旋转对芯单元，用于根据所述偏转角度控制多芯光纤旋转，使两端多芯光纤的偏转角度控制在阈值角度内；
26、所述多芯光纤自动对芯系统用于执行上述的多芯光纤自动对芯方法中的步骤。
27、本专利技术中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
28、在本专利技术对多芯光纤的端面图像进行边缘提取得到亚像素精度边缘信息，在剔除不需要的信息的同时还保留了图像的结构属性，能够大幅减少所需要处理的数据量；本专利技术结合边缘提取和卡尺法，基于亚像素精度边缘信息和多芯光纤纤芯的几何特征信息，能够自动识别光纤芯数，筛选出各纤芯的边缘形状，一套算法即可适用于四芯、七芯等多种类型的多芯光纤，无需手动切换，能够极大提高适应性，在此基础上，通过初步定位和二次定位，既能够实现纤芯位置的快速定位又能够实现纤芯几何参数的精准识别，进而能够计算得到多芯光纤的偏转角度，实现多芯光纤的自动对芯。综上，本专利技术能够提高多芯光纤对芯的精度、效率和适用性。
29、此外，本专利技术提出的多芯光纤自动对芯方法相较于模板匹配算法具备更好的鲁棒性，光纤工艺及材料的差异并不会对识别产生太大影响。且本专利技术是一种基于端面对准的多芯光纤自动对芯方案，相较于侧面对芯方案，本专利技术更加直观，可实时显示光纤的对芯过程和偏转角度。
30、本专利技术提出的多芯光纤自动对芯方案能够应用于多芯光纤的耦合或熔接中，应用于熔接时，能够实现多芯光纤的自动熔接，不仅能够有效避免人为操作因素的影响，提高效率、稳定性和可靠性，还能够降低熔接损耗，且相对于侧面对芯熔接方法，本专利技术可有效识别多芯光纤的基准点（即mark点），实现多芯光纤的原位熔接，进一步降低熔接损耗。
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1.一种多芯光纤自动对芯方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的多芯光纤自动对芯方法，其特征在于，对所述端面图像进行边缘提取之前还包括：对所述端面图像进行锐化处理、清晰度量化处理和自动对焦。
3.根据权利要求2所述的多芯光纤自动对芯方法，其特征在于，采用Tenegrad梯度法、Brenner梯度法或Laplacian梯度法对图像进行清晰度量化处理；采用斐波那契搜索算法或爬山算法，以图像清晰度作为反馈，完成图像的自动对焦。
4.根据权利要求1所述的多芯光纤自动对芯方法，其特征在于，所述步骤2中，利用Sobel、Canny、Derichel、Lanser或Shen滤波器对图像进行边缘提取。
5.根据权利要求1所述的多芯光纤自动对芯方法，其特征在于，所述步骤3中，所述几何参数包括半径、不圆度和面积；根据各边缘图形的几何参数和多芯光纤纤芯的几何特征信息，进行多芯光纤芯数的自动识别，并筛选出各纤芯的边缘形状。
6.根据权利要求1所述的多芯光纤自动对芯方法，其特征在于，所述步骤4和所述步骤5中进行椭圆拟合时，采用A
7.根据权利要求1所述的多芯光纤自动对芯方法，其特征在于，所述步骤5中，利用卡尺法在初步定位的基础上进行轮廓边缘点提取时，在每个矩形区域内寻找一个灰度突变的峰值，将该峰值对应的像素点作为轮廓边缘点。
8.根据权利要求1所述的多芯光纤自动对芯方法，其特征在于，所述步骤6中，根据所述二次定位信息，绘制直线连接上下两端纤芯，将连接线的中点作为原点，绘制过所述原点的水平线和垂直线，计算所述连接线与所述垂直线之间的夹角，将所述夹角作为多芯光纤的偏转角度；
9.一种多芯光纤自动熔接方法，其特征在于，包括以下步骤：
10.一种多芯光纤自动对芯系统，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种多芯光纤自动对芯方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的多芯光纤自动对芯方法，其特征在于，对所述端面图像进行边缘提取之前还包括：对所述端面图像进行锐化处理、清晰度量化处理和自动对焦。
3.根据权利要求2所述的多芯光纤自动对芯方法，其特征在于，采用tenegrad梯度法、brenner梯度法或laplacian梯度法对图像进行清晰度量化处理；采用斐波那契搜索算法或爬山算法，以图像清晰度作为反馈，完成图像的自动对焦。
4.根据权利要求1所述的多芯光纤自动对芯方法，其特征在于，所述步骤2中，利用sobel、canny、derichel、lanser或shen滤波器对图像进行边缘提取。
5.根据权利要求1所述的多芯光纤自动对芯方法，其特征在于，所述步骤3中，所述几何参数包括半径、不圆度和面积；根据各边缘图形的几何参数和多芯光纤纤芯的几何特征信息，进行多芯光纤芯...
【专利技术属性】
技术研发人员：张智恒，茅昕，胡远朋，张鹏，张博闻，于竟雄，刘懋恂，熊壮，
申请(专利权)人：长飞光纤光缆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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