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近几年,随着计算机技术的快速发展,数字图像处理技术也随之得到了深入的研究和发展,尤其是在航空航天、生物医学和工业检测等各个领域更是得到了空前广泛的应用。因此,基于数字图像处理的图像检测技术凭借其高精度、高效率将逐渐代替传统的人工目测。在空间光通信系统中,由于空间环境下背景光条件复杂,会导致光学捕获与跟踪探测器成像时产生严重的噪声和图像失真,因此,使用传统的目测法很难判断目标物体,进而影响目标定位跟踪的精度,最坏情况下会造成移动端机目标丢失和通信中断。本文利用数字图像处理技术和虚拟仪器技术研究了光通信跟踪精度检测系统,利用该检测系统可以快速准确地判断出目标物体,从而计算出跟踪精度。
本文首先简要介绍了光通信跟踪精度检测的基本原理,在此基础上搭建了系统硬件平台,随后,着重阐述了利用数字图像处理技术对光通信ATP系统中的光斑图像进行处理和分析。先是对采集到的图像进行对比度增强、滤波、锐化等预处理,为后续的图像分析提供了高质量的图像。再通过阈值分割和边缘检测将图像进行二值化处理并提取图像边缘,再对二值图像进行特征提取,提取出特征向量对光斑进行判别。最后,利用形心算法对识别出的光斑进行定位,连续采集大量光斑位置信息进行统计计算并通过实验仿真对光通信跟踪精度进行了分析。
本系统采用的软件是NI公司的虚拟仪器开发工具LabWindows/CVI。LabWindows/CVI对图像采集卡等专用硬件设备有很好的支持能力,用户往往不需要自行编写前端采集处理程序,结合图像处理工具包IMAQVision,实现对光斑图像的采集、预处理、图像分割和光斑识别等功能。该系统充分发挥了虚拟仪器的开发周期短,代码复用率高,操作简单,界面友好,可靠性高等优点,大大地节省了系统成本,提高了效率,具有一定的使用价值并为今后的深入研究奠定了坚实的基础。