光纤传感器在防水性，耐高温性和抗电磁干扰性方面具有优势。过介绍基于旋转的位移传感器的原理和实验现象。提出光纤环的输出时，提出了一种基于质心计算的图像处理方法。
精确地测量光斑的旋转角度。方法采用的坐标质心作为旋转轴，每个点的质心获得的坐标的中心，获得对应于每个点的角度，并计算旋转角度变化的值，以便获得所述位移传感器的关系与位移线性关系。验结果表明，该方法更加准确有效。测光纤;旋转点;图像处理;计算旋转角度。图分类号：TP 212.1。件代码：Adoi：10.3969 / j.issn.10055630.2017.06.003。
要：光纤传感器具有耐水性，高热阻和电磁干扰的优点：本文介绍了基于现场旋转的位移传感器实验的原理和实验现象。提出了一种更精确的测量光斑旋转角度的方法。过跟随每个光点的旋转以旋转轴为中心获得重心，我们得到每个位置的相应角度，计算旋转角度值，得到线性关系。移。
验结果表明，该方法是更精确的和关键efficace.Mots：检测通过光纤，一次性旋转，图像处理，计算旋转角度走向敏感方向，准确，灵活，紧凑和聪明。中，光纤传感器因其结构独特，成本低，光源要求低，测量范围广等广泛受到广泛青睐。[1]。
移传感器的基本原理是基于光纤环的输出点的旋转：当光在光纤中传播时，该纤维端部产生了一定形式的光斑。施加的条件改变光纤的几何形状或折射率时，例如弯曲的光纤或扭曲的光纤，光纤原始光能的能量分布被中断并且光被重新分配根据新的条件，光纤末端的光点会相应变化，光纤增加的信号可以通过CCD测量，以检测光纤出口端光斑结构的变化。维[2]。了准确地获得图像的旋转角度，研究者提出了基于形态学和霍夫倾斜检测方法变换[3]，但不规则形状点的适用性是相对平庸。外，一些研究人员提出了一种基于孤立图像特征的相对位置不变性来测量旋转角度的方法[4]，但实验数据的可变性也不适用。此，本文提出了一种新方法：通过改进以前的方法，大大降低了误差，提高了传感器的精度。纤点图像传感器的实验装置如图1所示。
5]，激光器（DHHN250P）发射一个632.8 nm激光器，耦合到单模检测光纤（SMF28（TM）），通过聚焦镜头。纤环1（光纤环1是单模光纤环，恒温阀芯其具有由单模光纤缠绕的一定半径，其改变激光在光纤中的传输模式并且可以用作空间滤波器）。纤穿过微弯光纤传感器和从光纤出口端的激光光点是由CCD接收，并且点的图像最终被转移到PC观察，收集和储存。微带光纤传感器中的压缩齿板（位移d）夹住光纤时，出射点旋转，CCD获取相应的点图像，并通过MATLAB计算该点的旋转角度θ从而实现了使用点角θ来测量位移d的目的。纤维条带的所述的传感器的结构示于图2中被检测到通过所述齿板的中间由一对与机械周期.The传感光纤带齿板的纤维并且被压抵靠上齿板以形成上齿轮廓。板产生位移d，其被压缩以产生周期性折叠。
了产生视觉上可变的位移变化，可动齿板固定在微位移平台上，最小位移为10μm。验结果和讨论调整环光纤的尺寸，以使出口点变为两个点完全独立的和完整的，并压缩可动齿板以夹持fibre.Après每一次移动，保存图像点相应的输出。3是上齿板移动0.5mm 0.05至0.30mm的图像。可以在图3中可以看出，这两种形式的低阶模式点也是半圆形和按压光纤环的情况下，结肠开始在相同的方向绕它们的中心点。然在旋转过程中污渍的大小和形状会略有变化，但污渍会在整个特定点周围旋转。后，我们处理图像[6]来探索点的旋转角度和光纤的压缩位移之间的特定关系。像的预处理为了探索点的旋转角度与光纤在压力下的位移之间的关系，通过形状或灰度模板的匹配方法分别跟踪两个点。得旋转角度以计算该点与光纤的旋转角度。力位移变化之间的关系。而，由于点的形状在旋转过程中发生变化，模板匹配方法显然无法达到实验目标[78]。此，我们采用整体考虑两点的方式。图像处理之前，必须对图像进行预处理，其主要包括图像滤波，基于图像的图像二值化和图像的边缘平滑。像滤波的目的是通过CCD拍摄的图像中，以抑制噪声和分离本文中所采用的二值化binarisation.La方法的底部的点是阈值分割方法OSTU。
旦获得二值化图像，就处理边缘。开算术处理，以便在图像边缘进行平滑处理（预处理过程如图4所示）。像处理对光纤位移传感器以0.01 mm的间隔采集的19幅图像进行相同的预处理操作后，我们将19幅图像叠加，得到如图5所示的结果。形斑点表示图像重叠较多的部分，较亮部分表示斑点重叠较少的部分以及染色与单模光纤输出重叠的结果，没有任何弯曲也没有约束。模光斑相似，但是，两个光斑叠加结果的中心部分没有能量分布，因此两个光点围绕一个固定点旋转，即两个光斑的旋转污渍。心，其中心坐标（x，y）为（681，597）。获得旋转中心的坐标后，我们可以通过获得两点的质心坐标，然后根据三角函数的关系来获得两点的角度。心方法主要包括两种计算灰度质心方法的方法和灰度质心的加权方法[5]。文采用灰度质心法，将点图像的重心作为点的重心，点的中心可以在点的每个像素的第一时刻获得。学表达式如下：X0 = 1 =ΣmiΣnj1xif =（XI，YI）= MI = 1NJ 1F（XI，YI）= Y 0 =中间1Σnj1yjf =（XI，YI）= 1英里Σnj= 1f（xi，yj）式中：m，n分别是点的长度和宽度; xi和yj是CCD图像传感器收集的每个点的中心点的坐标; f（xi，yj）是CCD图像传感器接收的光能; X0，y0）是该点的计算质心坐标。于图4（d）所示的边缘平滑二值化图像计算两点的相对旋转中心的质心坐标。度的计算被示出在图6的重心的坐标的计算提供了两个点A和两点B和以获得角度α和β的坐标作为三角函数的函数。了便于比较，我们将横坐标的正方向设为0°，我们从x轴的正方向逆时针旋转，角度当返回到x轴的正方向时，角度为360°，等等。该角度设定下，光斑A的角度为α 180°，光斑B的角度为β。果图像的角度计算结果如图4所示。7.调整曲线是A点的调整结果，调整线是B点的调整结果，调整后的线是A点和B点平均值的调整。果，R表示线性度的调整程度，其对应于回归线对应于观察的程度。于测量调整质量的统计量是确定系数R2并且R2的最大值等于1.R2的值越接近1，回归线的调整越好。察值，相反，R2的值越小，回归线对观察值的调整越不利。果表明，调整线的调整系数最高（0.994），调整程度最佳。之，计算光斑旋转角度的方法不仅有效，而且准确。论本文提出的原理和实验现象基于旋转点的位移传感器，并提供基于所述重心计算，这允许更精确地测量该点的旋转角度的图像处理方法。验结果表明，恒温阀芯采用本文方法得到的光斑旋转角度准确，位移传感器的位移与光斑的旋转角度具有良好的线性关系。
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