[发明专利]光栅图像目标定位优化、波长特性分析方法及装置

权利要求书

1.光栅图像目标定位优化、波长特性分析方法，其特征在于，包括：

基于高斯曲面拟合法分别对光栅图像中所有特征光斑进行中心提取，得到所有特征光斑的位置坐标和特征光斑的像质参数。

2.根据权利要求1所述的光栅图像目标定位优化、波长特性分析方法，其特征在于，

基于每个特征光斑的位置坐标和特征光斑的像质参数，计算得到对应特征光斑的半高宽；

基于特征光斑的位置坐标计算光斑成像的偏倚角度，根据光斑成像的偏倚角度对五自由度机械连杆平台的伺服电机控制系统进行校准；

基于特征光斑的位置坐标对现有色散模型表中有偏差的位置信息进行更新，形成新的基准；

基于特征光斑的位置坐标和已知波长组成的光源信息，对波长与特征光斑的位置坐标进行定标关系的拟合；

基于特征光斑的半高宽和定标关系的拟合结果，计算出特征光斑对应的可分辨波长和分辨率。

3.根据权利要求1所述的光栅图像目标定位优化、波长特性分析方法，其特征在于，

基于高斯曲面拟合法分别对光栅图像中所有特征光斑进行中心提取，得到所有特征光斑的位置坐标和特征光斑的像质参数，包括：

特征光斑的像质参数包括X轴方向的标准差σ_x和Y轴方向的标准差σ_y，

采用正态分布的高斯拟合的方法得到所有亚象素级的特征光斑的中心坐标和拟合的像素幅值A：

特征光斑的弥散处的像元亮度为：

式中，f(x,y)为光栅图像中位于(x,y)的亮度值，A是拟合的像素幅值，(x₀,y₀)为理论上特征光斑的中心坐标，(x,y)为实际上特征光斑的位置坐标，A、x_o、y_o、σ_x和σ_y是待拟合的系数；对式(1)两边分别取对数并简化为多项式，得到：

ln f＝ax²+by²+cx+dy+e (2),

通过最小二乘法求解，使残差ε的平方和系数最小，得到：

ε＝ax²+by²+cx+dy+e-lnf (4)；

根据最小二乘法原理，a、b、c、d和e由下式确定：

公式(5)求得A、x_o、y_o、σ_x和σ_y，代入式(1)获得高斯曲面的极值点(x₀,y₀)，将该极值点(x₀,y₀)作为特征光斑的中心位置坐标；重复上述步骤，直到获得所有特征光斑的中心坐标。

4.根据权利要求3所述的光栅图像目标定位优化、波长特性分析方法，其特征在于，

基于每个特征光斑的位置坐标和特征光斑的像质参数，计算得到对应特征光斑的半高宽，包括：

基于公式(6)计算特征光斑的半高宽：

FWHM_x方向＝2.352σ_x

FWHM_y方向＝2.352σ_y (6)，

式中，FWHM_x方向为X轴方向上的半高宽，FWHM_y方向为Y轴方向上的半高宽；

在进行实验时，若光源是按X轴方向色散，则计算出FWHM_x方向；若光源是按Y轴方向色散，则计算出FWHM_y方向。