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四象限探测器基于高斯分布的激光光斑中心定位算法

唐彦琴 顾国华 钱惟贤 陈钱 张骏

唐彦琴, 顾国华, 钱惟贤, 陈钱, 张骏. 四象限探测器基于高斯分布的激光光斑中心定位算法[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(2): 206003-0206003(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0206003
引用本文: 唐彦琴, 顾国华, 钱惟贤, 陈钱, 张骏. 四象限探测器基于高斯分布的激光光斑中心定位算法[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(2): 206003-0206003(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0206003
Tang Yanqin, Gu Guohua, Qian Weixian, Chen Qian, Zhang Jun. Laser spot center location algorithm of four-quadrant detector based on Gaussian distribution[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(2): 206003-0206003(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0206003
Citation: Tang Yanqin, Gu Guohua, Qian Weixian, Chen Qian, Zhang Jun. Laser spot center location algorithm of four-quadrant detector based on Gaussian distribution[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(2): 206003-0206003(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0206003

四象限探测器基于高斯分布的激光光斑中心定位算法

doi: 10.3788/IRLA201746.0206003
基金项目: 

江苏省自然科学基金(BK20130769)

详细信息
    作者简介:

    唐彦琴(1991-),女,硕士生,主要从事光电信号处理等方面的研究。Email:1174802035@qq.com

  • 中图分类号: TN215

Laser spot center location algorithm of four-quadrant detector based on Gaussian distribution

  • 摘要: 为了提高四象限探测器在FPGA中实时激光光斑位置测量的精度,提出了一种基于高斯分布的光斑中心定位算法。首先,四象限探测器光敏面上分布的激光光斑采用高斯分布模型等效。结合探测器的工作原理,合理设置高斯积分区间,计算出呈高斯分布的光斑在探测器各象限内的光能量,从而对应各象限输出的光电流,得到包含光斑位置信息的正态分布关系式。再通过标准正态分布表查询快速求解出光斑中心位置,将算法在硬件上实时地实现。最后,分别对基于高斯分布的定位算法和基于圆模型的传统算法进行仿真与实验验证。结果表明,基于高斯分布的定位算法的测量精度相较于传统算法提高了43.8%。由此证明基于高斯分布的定位算法能有效提高激光光斑中心位置测量精度。
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-06-21
  • 修回日期:  2016-07-24
  • 刊出日期:  2017-02-25

四象限探测器基于高斯分布的激光光斑中心定位算法

doi: 10.3788/IRLA201746.0206003
    作者简介:

    唐彦琴(1991-),女,硕士生,主要从事光电信号处理等方面的研究。Email:1174802035@qq.com

基金项目:

江苏省自然科学基金(BK20130769)

  • 中图分类号: TN215

摘要: 为了提高四象限探测器在FPGA中实时激光光斑位置测量的精度,提出了一种基于高斯分布的光斑中心定位算法。首先,四象限探测器光敏面上分布的激光光斑采用高斯分布模型等效。结合探测器的工作原理,合理设置高斯积分区间,计算出呈高斯分布的光斑在探测器各象限内的光能量,从而对应各象限输出的光电流,得到包含光斑位置信息的正态分布关系式。再通过标准正态分布表查询快速求解出光斑中心位置,将算法在硬件上实时地实现。最后,分别对基于高斯分布的定位算法和基于圆模型的传统算法进行仿真与实验验证。结果表明,基于高斯分布的定位算法的测量精度相较于传统算法提高了43.8%。由此证明基于高斯分布的定位算法能有效提高激光光斑中心位置测量精度。

English Abstract

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