光纤阵列坐标计算方法、计算机装置及计算机可读存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种光纤阵列坐标计算方法、计算机装置及计算机可读存储介质，该方法包括获取光纤阵列图像，确定光纤阵列中各光纤通道的中心点的图像识别坐标；并且，获取光纤阵列中至少二个参考通道的参考实际坐标，参考实际坐标是通过对光纤阵列一部分区域内的参考通道进行光功率扫描获得；应用参考实际坐标与参考通道对应的图像识别坐标计算修正参数；应用最终修正参数对各光纤通道的中心点的初始实际坐标进行修正，获得各光纤通道的最终实际坐标。本发明专利技术还提供实现上述方法的计算机装置及计算机可读存储介质。本发明专利技术能够提高光纤通道坐标计算的准确性。坐标计算的准确性。坐标计算的准确性。

【技术实现步骤摘要】
光纤阵列坐标计算方法、计算机装置及计算机可读存储介质


[0001]本专利技术涉及光纤阵列坐标计算的领域，具体地，是一种对光纤阵列中各光纤通道的坐标进行修正的方法，还涉及实现该方法的计算机装置及计算机可读存储介质。

技术介绍

[0002]光开关是一种常见的光学器件，光开关通常集成有大量的光纤，如图1所示，光开关10内设置有多根光纤，每一根光纤可以是一个光纤通道，例如光纤通道11、12等。如图2所示，光开关内通常设置有准直透镜22，在准直透镜22的第一端设置有光纤头21，多条光纤均设置在光纤头21内，在准直透镜22的另一端设置有反射镜23，通过调节反射镜23的角度可以改变出射光束的角度，也就改变光束出射的光纤通道。
[0003]具体的，当光束从光纤通道15入射时，如果反射镜23位于初始状态，例如反射镜23的镜面平行于准直透镜22的端面时，从光纤通道15出射的光束将在反射镜23的表面上形成反射，反射光束将从光纤通道16出射。如果需要切换光束初始的光纤通道，需要对反射镜23的角度进行调整，例如调整至如图2中虚线所示的位置，此时，反射镜23的镜面与准直透镜22的端面之间形成一定的夹角。这个时候，从光纤通道15入射的光束经过反射镜23后，反射的光束将沿着不同于反射镜23在初始状态下的光路传播，此时反射的光束将从光纤通道17出射。为此，通过调节反射镜23的倾斜角度可以改变出射光束的光纤通道，进而实现光路选择的功能。
[0004]通常，反射镜23由微机电系统MEMS驱动，通过向微机电系统施加不同的电压带动反射镜23在X轴和Y轴方向上的转动，从而实现对反射镜23的倾斜角度的调整。而施加到微机电系统的电压通常使用模数转换后的DAC值表征，由于反射镜需要在X轴和Y轴两个方向上转动，因此施加到微机电系统的电压包括带动反射镜23在X轴方向转动的电压值以及带动反射镜23在Y轴方向转动的电压值，这两个电压值也被称为光纤通道的实际坐标。反射镜23转动至不同的角度，光束将从不同的光纤通道出射。
[0005]由于光纤阵列的光纤通道数量众多，为了精确控制反射镜23的转动角度，需要精确计算出每一光纤通道的位置，例如记录光纤通道中心点的位置，在调节反射镜23转动角度的时候，需要施加合适的驱动电压使得经过反射镜23反射的光束正好入射到相应的光纤通道中。现有的方式是获取光纤阵列的图像，依据光纤阵列的图像来计算每一光纤通道的具体位置，例如在光纤阵列图像中建立坐标系，依据图像识别每一光纤通道在图像中的位置，图像中的位置通常是以像素作为计算单位，然后将该位置转换成实际的尺寸，从而获得光纤阵列中每一光纤通道的中心点的图像识别坐标。
[0006]由于对光开关进行控制时，需要对反射镜23进行控制，为了方便对反射镜23转动角度的控制，需要将各光纤通道的坐标转换成使用施加到微机电系统的驱动电压的DAC值表示，即将各光纤通道的图像识别坐标转换成DAC坐标，DAC坐标也称为实际坐标。通常，通过对光纤阵列进行图像识别获取各光纤通道的中心点的图像识别坐标后，可以计算各光纤通道对应的实际坐标。然而，光开关类的产品对坐标定位精度需求非常高，实际生产过程中
存在非理想情况，例如光开关的光纤阵列出现的中心平移、平面倾斜、平面旋转等情况，现有的方法所计算出来的实际坐标存在一定误差。
[0007]为此，现有另一种的实际坐标的获取方法是对这个光纤阵列进行扫描，即从某一个光纤通道输入光信号后，监控各光纤通道输出的光功率。理论上，对于一个单输入的光开关而言，经过反射镜23反射后的光束对应的光纤通道，理想的实际坐标只有一个，当反射镜23转动时，应该只有特定的光纤通道监控到有满足要求的光功率，而其它光纤通道不应该监控到较高的光功率。但对于多输入的光开关而言，则可能会有多个光纤通道监控到满足要求的光功率。因此，通过建立反射镜23的驱动电压的DAC值与监控到满足光功率要求的光纤通道的对应关系，可以获得各光纤通道的实际坐标。
[0008]但是，在光纤阵列的光纤通道数量较多的情况，需要耗费大量的时间进行光纤阵列的扫描，导致光纤阵列的实际坐标获取时间过长、成本过高。
[0009]此外，如果使用公式进行图像识别坐标与实际坐标的转换计算，又因为光开关的光纤阵列出现的中心平移、平面倾斜、平面旋转等情况而所计算出来的实际坐标存在一定误差，影响计算获得的实际坐标的使用。

技术实现思路

[0010]本专利技术的第一目的是提供一种计算获得的实际坐标准确、耗费时间短的光纤阵列坐标计算方法。
[0011]本专利技术的第二目的是提供一种实现上述运行装置光纤阵列坐标计算方法的计算机装置。
[0012]本专利技术的第三目的是提供一种实现上述运行装置光纤阵列坐标计算方法的计算机可读存储介质。
[0013]为实现本专利技术的主要目的，本专利技术提供的光纤阵列坐标计算方法包括获取光纤阵列图像，确定光纤阵列中各光纤通道的中心点的图像识别坐标；并且，获取光纤阵列中至少二个参考通道的参考实际坐标，参考实际坐标是通过对光纤阵列一部分区域内的参考通道进行光功率扫描获得；应用参考实际坐标与参考通道对应的图像识别坐标计算修正参数：应用初始修正参数计算参考通道的初始修正坐标，应用初始修正坐标计算初始修正实际坐标，应用初始修正实际坐标与参考实际坐标计算评价函数以及评价函数在参考通道中心点的梯度，应用梯度计算近似海塞矩阵，应用近似海塞矩阵与初始阻尼系数计算下一修正参数，并使用下一修正参数对初始修正坐标进行修正计算，直至阻尼系数大于预设的阻尼系数阈值，获得最终修正参数；应用最终修正参数对各光纤通道的中心点的初始实际坐标进行修正，获得各光纤通道的最终实际坐标。
[0014]由上述方案可见，使用公式将图像识别坐标转换成实际坐标时，通过引入修正参数对初始计算的初始实际坐标进行修正，从而获得修正后的最终实际坐标。由于在修正计算过程中通过对评价函数来评判当前一组修正参数是否合适，如果当前一组修正参数不合适，通过对修正参数不断进行更新的方式获取最合适的一组修正参数，从而获得准确的修正参数以满足实际坐标计算的要求。
[0015]一个优选的方案是，修正参数包括：原点坐标偏移修正参数、缩放修正参数以及旋转修正参数。
[0016]由此可见，设计修正参数时考虑到光纤阵列平面的偏移、缩放以及旋转等因素，修正参数的设置更加合理。
[0017]进一步的方案是，原点坐标偏移修正参数包括：横坐标偏移修正参数以及纵坐标偏移修正参数；缩放修正参数包括：横坐标缩放修正参数以及纵坐标修正参数。
[0018]可见，针对偏移修正参数以及缩放修正参数，均包括横坐标以及纵坐标的参数，使得修正参数能够体现横坐标与纵坐标的修正，修正后的最终实际坐标更加准确。
[0019]更进一步的方案是，评价函数在参考通道中心点的梯度为评价函数在参考通道中心点处各修正参数求导的矩阵。
[0020]一个优选的方案是，如当前一组修正参数算的评价函数大于或等于上一组修正参数所计算的评价函数，则将当前一组的修正参数替代上一组修正参数，并将阻本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.光纤阵列坐标计算方法，包括：获取光纤阵列图像，确定所述光纤阵列中各光纤通道的中心点的图像识别坐标；其特征在于：获取所述光纤阵列中至少二个参考通道的参考实际坐标，所述参考实际坐标是通过对所述光纤阵列一部分区域内的所述参考通道进行光功率扫描获得；应用所述参考实际坐标与所述参考通道对应的图像识别坐标计算修正参数：应用初始修正参数计算所述参考通道的初始修正坐标，应用所述初始修正坐标计算初始修正实际坐标，应用所述初始修正实际坐标与所述参考实际坐标计算评价函数以及所述评价函数在所述参考通道中心点的梯度，应用所述梯度计算近似海塞矩阵，应用所述近似海塞矩阵与初始阻尼系数计算下一修正参数，并使用下一修正参数对所述初始修正坐标进行修正计算，直至阻尼系数大于预设的阻尼系数阈值，获得最终修正参数；应用所述最终修正参数对各光纤通道的中心点的初始实际坐标进行修正，获得各光纤通道的最终实际坐标。2.根据权利要求1所述的光纤阵列坐标计算方法，其特征在于：所述修正参数包括：原点坐标偏移修正参数、缩放修正参数以及旋转修正参数。3.根据权利要求2所述的光纤阵列坐标计算方法，其特征在于：所述原点坐标偏移修正参数包括：横坐标偏移修正参数以及纵坐标偏移修正参数；所述缩放修正参数包括：横坐标缩放修正参数以及纵坐标修正参数。4.根据权利要求1至3任一项...

【专利技术属性】
技术研发人员：周思晗，黄晓财，吴梓胜，陈向阳，
申请(专利权)人：广东三石园科技有限公司，
类型：发明
国别省市：