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作者：侯庆民;贾子光;肖光华;李鑫;张靖;
单位：成都工业职业技术学院建筑工程学院;大连理工大学海洋科学与技术学院;昭通学院物理与信息工程学院;
摘要：为解决传统基于光电编码技术的角度传感器存在成本高、编码较为复杂的问题，提出一种基于图像识别激光光斑位置的角度传感器。通过计算激光光斑中心点像素坐标转换成旋转角度值，激光发射器随着旋转轴转动一周后，其光斑点在图像上运行的轨迹类似一个圆，圆上每一个坐标点对应一个光斑中心点像素坐标，每个像素坐标对应一个旋转角度值。提出一种改进的Canny算子来检测激光光斑，在Canny算子中引入Kirsch算子来增加光斑的检测方向，以提高光斑边缘检测的准确性。采用基于最小二乘的椭圆拟合算法实现光斑中心点的定位。针对传感器存在的非线性问题，采用曲线拟合法进行非线性补偿。实验结果表明，经曲线拟合法补偿后，传感器的平均非线性误差为1.13、标准差为1.24,比未补偿前分别降低了0.83和0.73。其灵敏度、分辨率、重复性误差和迟滞分别为4.25/(°)、0.0017°、1.83%、1.09%。测量精度为0.9°,相比目前基于图像识别的角度传感器降低了1.724°。
关键词：角度传感器;;光斑中心定位;;Canny算子;;Hough变换;;Meanshift聚类;;曲线拟合法
基金资助：国家重点研发计划资助项目(2019YFB1504303);; 成都工业职业技术学院高层次人才创新发展科研团队-绿色建筑材料及节能技术应用研究团队
