应用于激光通讯的光斑质心确定方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了应用于激光通讯的光斑质心确定方法及系统，本发明专利技术在光斑移动过程中，通过持续的监测某一时间段内，各像素点灰度变化，动态分析不同时刻光斑区域内灰度的变化，评估光斑区域内像素点灰度的稳定性及与相邻像素点灰度的相似性，得出某一像素点为光斑质心的概率，从而确定光斑质心点，本发明专利技术特别适用于动态光斑质心跟踪，在光斑跟踪、光斑轨迹预测等方面具有重要意义。预测等方面具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
应用于激光通讯的光斑质心确定方法及系统


[0001]本专利技术涉及激光通讯领域，特别是涉及应用于激光通讯的光斑质心确定方法。

技术介绍

[0002]在激光通讯过程中，通讯光斑是进行信息传输的重要载体，为了能够使光接收装置能够实时、准确的接收光信号，必须对通讯光斑进行跟踪，通过对光斑质心点进行定位跟踪能够达到更好的跟踪效果，因此，有必要研究一种方法，识别光斑信号的质心点，以此保证在激光通讯过程中更加精准的对光斑信号进行追踪。目前，对于已知灰度分布为轴对称的光斑图像，较常见的是采用Hough变换法、高斯曲面拟合法，但是上述两种方法运算复杂，计算效率低，部分研究中，采用空间矩定位法计算光斑质心位置，但是该方法对光斑的边缘精度要求较高，难以满足实际应用的需要。另外，虽然部分计算方法较为简便，如直接根据灰度值确定质心位置，在轴对称光斑中，灰度值最小的点即为质心点，但是，有时候会出现多个并列最小的灰度值，导致得到多个光斑质心，因此，该方法也存在不准确性。上述所有方法均是对静止的光斑图像进行研究，尚没有一种理论借助动态光斑进行光斑质心的确定，因此有必要针对灰本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.应用于激光通讯的光斑质心确定方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：选取光斑区域内任意像素点i作为监测点，记录该点t时刻的灰度值；步骤二：计算某一像素点与本区域内其他任一像素点的灰度相似性；步骤三：计算像素点i在不同时刻的灰度值稳定性；步骤四：通过灰度相似性和灰度值稳定性计算质心置信度ζ
i
。2.根据权利要求1所述的应用于激光通讯的光斑质心确定方法，其特征在于，所述的灰度相似性计算方法为：采用隶属度函数，将像素点i和像素点j的灰度值S
i
(t)、S
j
(t)对应在值域为[0,1]的一致性函数c
ij
(t)上，该函数用于表示在t时刻，像素点i的像素灰度值S
i
(t)与像素点j的像素灰度值S
j
(t)之间的灰度相似性；具体地，一致性函数c
ij
即灰度相似性计算如下：当值域越靠近1时，说明像素点i与像素点j之间的灰度值越接近，说明二者的像素灰度相似性越高，相反，当值域越靠近0时，说明像素点i与像素点j之间的灰度值差异性越大，相似性越差。3.根据权利要求1所述的应用于激光通讯的光斑质心确定方法，其特征在于，所述的灰度值稳定性计算方法为：首先计算同一像素点在两个不同时刻的灰度稳定性，计算如下：在上式中，S
i
(t
r
)与S
i
(t
s
)分别表示像素点i在时刻r与时刻s的灰度值，C
i
(t
k
)表示像素点i的投影点在两个不同时间时的灰度变化，形成的以不同时间t
k
中的灰度数值为变量的函数，其中t
k
是以不同时刻形成的时间集合，其中，k＝{1,2,
……
n,},且r∈k,s∈k,C
i
(t
k
)描述了同一像素点在两个不同时刻的灰度稳定性，该函数值域在区间[0,1]上连续的取值，当值域越靠近1时，像素点i在不同时刻的灰度值越接近，相反，当值域越靠近0时，像素点i在不同时刻的灰度值差异性越高；其次，为了进一步准确描述同一像素点各个时刻下灰度稳定性，计算像素点灰度在多个时刻的稳定性，计算方法为：在上式中，U
i
(t
k
)表示像素i...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗映，万熠，
申请(专利权)人：山东派蒙机电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：