(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111610932.4 (22)申请日 2021.12.27 (71)申请人 中国电子科技 集团公司第十一研究 所 地址 100015 北京市朝阳区酒仙桥路4 号 (72)发明人 杨德振　何佳凯　赵鹏飞　贾鹏　 (74)专利代理 机构 工业和信息化部电子专利中 心 11010 代理人 张然 (51)Int.Cl. G06T 7/66(2017.01) G06T 7/62(2017.01) G06T 5/00(2006.01) G06T 5/40(2006.01) G06T 7/136(2017.01)G06V 10/74(2022.01) (54)发明名称 激光光斑中心定位方法及测试系统 (57)摘要 本发明提出了一种激光光斑中心定位方法 及测试系统。 方法包括： 获取激光光斑图像； 对获 取的激光光斑图像进行光斑 保边界去噪预处理； 确定预处理后的激光光斑图像的光斑面积； 根据 光斑面积计算半径并构造di sk掩膜； 使用掩膜对 激光光斑图像进行遍历和模板匹配， 确定激光光 斑图像中的光斑最大能量中心点。 本发明提出的 激光光斑中心定位方法及测试系统， 大大节省了 光斑质量测试试验成本， 有效实现远距离下激光 光斑中心实时定位。 并且该方法在近场光斑与远 场不规则光斑的中心检测均具有优异鲁棒性和 准确性， 提高了光斑性能检验精度， 从而指导该 类产品的指标设计， 缩短同类产品的研制周期与 经费。 权利要求书1页 说明书7页 附图6页 CN 114299137 A 2022.04.08 CN 114299137 A 1.一种激光 光斑中心定位方法， 其特 征在于， 包括： 获取激光 光斑图像； 对获取的激光 光斑图像进行光斑保边界去噪预处 理； 确定预处 理后的激光 光斑图像的光斑面积； 根据所述 光斑面积计算半径并构造disk掩膜； 使用掩膜对激光光斑图像进行遍历和模板匹配， 确定激光光斑图像中的光斑最大能量 中心点。 2.根据权利要求1所述的激光光斑中心定位方法， 其特征在于， 采用基于双边滤波的光 斑去噪算法进行光斑保边界去噪预处 理处理。 3.根据权利要求1所述的激光光斑中心定位方法， 其特征在于， 确定预处理后的激光光 斑图像的光斑面积包括： 将预处理得到的预处 理图像与激光 光斑图像作差后进行图像增强得到增强图像； 结合Ostu算法与形态学 滤波对所述增强图像进行阈值分割后生成二 值化图像； 基于所述 二值化图像计算光斑面积。 4.根据权利要求3所述的激光光斑中心定位方法， 其特征在于， 图像增强采用以下方法 之一： 伽马拉伸、 D DE增强及自适应直方图。 5.根据权利要求1所述的激光光斑中心定位方法， 其特征在于， 采集的所述激光光斑图 像为连续激光 光斑视频帧数据。 6.根据权利要求1 ‑5中所述的激光光斑中心定位方法， 其特征在于， 获取的所述激光光 斑图像为对由激光 光源向距离范围在1米至10 0km的目标发射激光形成的光斑采集的。 7.一种激光 光斑中心定位测试系统， 其特 征在于， 包括： 激光发射源， 用于发射激光； 靶标， 用于 接收激光； 采集单元， 用于获取 所述靶标 上的激光 光斑图像； 处理设备， 所述处理设备采用如权利要求1 ‑5中任一项所述的激光光斑中心定位方法 对获取的激光 光斑图像进行中心定位。 8.根据权利要求7所述的激光光斑中心定位测试系统， 其特征在于， 所述靶标为可移动 靶标， 且高度可调节。 9.根据权利要求7所述的激光光斑中心定位测试系统， 其特征在于， 所述处理设备为存 储有运行确定 激光光斑中心定位方法程序的便携式计算机 。 10.根据权利要求7所述的激光光斑中心定位测试系统， 其特征在于， 所述采集单元为 以下之一： CCD相机、 CM OS相机、 可见光采集单元、 低照度采集单元、 微光采集单元、 红外采集 单元及紫外采集单 元。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114299137 A 2激光光斑中心定位方 法及测试系统 技术领域 [0001]本发明涉及激光 技术领域， 尤其涉及一种激光 光斑中心定位方法及测试系统。 背景技术 [0002]远近程自适应的激光光斑中心定位是一个极为困难的问题， 在近距离光斑标轴 中， 由于光斑能量聚集， 形状规则， 很容易 实现能量中心 提取， 然而随着距离增加， 激光在远 距离大气中传输因为大气湍流、 热晕、 粒子散射等大气效应导致光斑发散， 光斑分离成不规 则形状， 无法通过边界拟合 等方法得到精确的目标能量中心， 存在偏差 。 [0003]激光光斑中心定位应用广泛， 能提高包括远程激光红外复合探测系统、 远程激光 测距系统、 远程激光切割、 远程激光照射系统的光斑性能检验精度和激光与图像中心的配 准精度。 [0004]对近场光斑 的检测主要方法(几何中心法、 质心法、 加权插值法、 最小二乘圆拟合 法、 特征点识别和空间中心矩)要求光斑 分割精确度较高， 否则边界零散像素值会加权到光 斑中心计算中， 使计算的光斑中心产生偏移。 在远场光斑的检测和中心定位过程中， 光斑发 散， 光斑分离成不规则形状， 上述方法或者在实时性上， 或者在稳定性上均无法达到理想效 果。 发明内容 [0005]本发明要解决的技术问题是如何保证算法在不同距离下， 不同光斑大小， 不 同规 则度的光斑均能找到其能量中心， 如何提高激光光斑中心定位精度， 如何提高连续多帧的 激光光斑中心定位稳定度， 本发明提出一种激光 光斑中心定位方法及测试系统。 [0006]根据本发明实施例的激光 光斑中心定位方法， 包括： [0007]获取激光 光斑图像； [0008]对获取的激光 光斑图像进行光斑保边界去噪预处 理； [0009]确定预处 理后的激光 光斑图像的光斑面积； [0010]根据所述 光斑面积计算半径并构造disk掩膜； [0011]使用掩膜对激光光斑图像进行遍历和模板匹配， 确定激光光斑图像中的光斑最大 能量中心点。 [0012]根据本发明的一些实施例， 采用基于双边滤波的光斑去噪算法进行光斑保边界去 噪预处理处理。 [0013]在本发明的一些实施例中， 确定预处 理后的激光 光斑图像的光斑面积包括： [0014]将预处理得到的预处 理图像与激光 光斑图像作差后进行图像增强得到增强图像； [0015]结合Ostu算法与形态学 滤波对所述增强图像进行阈值分割后生成二 值化图像； [0016]基于所述 二值化图像计算光斑面积。 [0017]根据本发明的一些实施例， 图像增强采用以下方法之一： 伽马拉伸、 DDE增强及自 适应直方图。说　明　书 1/7 页 3 CN 114299137 A 3