基于高精度激光光斑质心定位技术的教学实验设计

作     者：沈利荣 张文博 隆嘉瑾 郭凯波 李小平 刘彦明 孙文方 程春霞 戴浩 SHEN Lirong;ZHANG Wenbo;LONG Jiajin;GUO Kaibo;LI Xiaoping;LIU Yanming;SUN Wenfang;CHENG Chunxia;DAI Hao

作者机构：西安电子科技大学空间科学与技术学院陕西西安710071 

出 版 物：《实验技术与管理》 (Experimental Technology and Management)

年 卷 期：2024年第41卷第8期

页      面：188-194页

学科分类：080901[工学-物理电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 0803[工学-光学工程] 

基　　金：陕西省创新能力支撑计划(S2022-ZC-TD-0060) 2023年西安电子科技大学校级教改项目(B2324) 2023年西安电子科技大学校级教育教学改革实践类项目(ZG-BJ2306) 

主　　题：激光通信 光斑质心定位 加权最小二乘 实验设计 

摘      要：针对空间激光通信过程中激光捕获跟踪瞄准系统激光光斑高精度定位问题,提出一种基于Otsu联合加权最小二乘的激光光斑质心定位方法。该方法采用Otsu阈值分割实现激光光斑图像中目标光斑与干扰光斑的分离,采用加权最小二乘圆拟合,以迭代重加权方式进行光斑图像的最佳拟合,进而实现高精度的光斑质心提取。该文还设计了仿真教学实验,并基于MATLAB软件验证了所提算法的质心定位精度显著高于传统的灰度重心法的结论。该算法可实现亚像素级光斑质心定位精度,具有很好的抗噪性能。最后分析了仿真实验中不同因素对光斑定位精度的影响。