CN109612408A - 半导体激光器发射角度测试方法、装置及可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种半导体激光器发射角度测试方法，包括：步骤1：待测激光器向接收平面发射红外激光，红外摄像头向接收平面拍摄红外激光得到激光图像，其中，待测激光器和红外摄像头的光轴均垂直于接收平面；步骤2：依据激光图像中激光区域的图像宽度和图像高度，计算出待测激光器的发射角度。该半导体激光器发射角度测试方法，可测试出半导体激光器的发射角度。本发明还公开了一种半导体激光器发射角度测试装置和可读存储介质。
Description
技术领域
本发明涉及激光技术，尤其涉及一种半导体激光器发射角度测试方法、装置及可读存储介质。
背景技术
随着半导体激光技术的发展，半导体激光器被广泛应用于光通信、光互连、光存储、激光扫描和三维成像等领域。半导体激光器有一个发射角度，指的是其发射出来的红外激光能够覆盖的角度范围，在不同应用领域中，半导体激光器需要不同的发射角度；即使在同一应用领域中，与不同元器件搭配使用时，半导体激光器也需要不同的发射角度。因此，有必要对半导体激光器进行测试，以确定其发射角度。
发明内容
为了解决上述现有技术的不足，本发明提供一种半导体激光器发射角度测试方法，可测试出半导体激光器的发射角度。
本发明还提供一种用于上述半导体激光器发射角度测试方法的装置和可读存储介质。
本发明所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：
一种半导体激光器发射角度测试方法，包括：
步骤1：待测激光器向接收平面发射红外激光，红外摄像头向接收平面拍摄红外激光得到激光图像，其中，待测激光器和红外摄像头的光轴均垂直于接收平面；
步骤2：依据激光图像中激光区域的图像宽度和图像高度，计算出待测激光器的发射角度。
进一步地，步骤2包括：
步骤2.1：获取激光区域在上下左右四侧上的最边缘像素点；
步骤2.2：依据四侧最边缘像素点对应的横坐标或纵坐标，计算出激光区域的图像宽度和图像宽度；
步骤2.3：依据激光区域的图像宽度和图像高度，计算出激光区域在接收平面上的真实宽度和真实高度；
步骤2.4：依据激光区域的真实宽度和真实高度，计算出待测激光器的发射角度。
进一步地，步骤2.1包括：
步骤2.1.1：在激光图像中，选取激光区域中亮度值较大的至少一像素点，计算出平均亮度值；
步骤2.1.2：以平均亮度值的一定比例作为二值化阈值，对激光图像进行二值化得到二值化图像；
步骤2.1.3：在二值化图像中，获取激光区域在上下左右四侧上的最边缘像素点。
进一步地，在步骤2.2中，激光区域的图像宽度dx=|xleft-xright|*psize，激光区域的图像高度dy=*|yup-ydown|*psize，其中，xleft为左侧最边缘像素点的横坐标，xright为右侧最边缘像素点的横坐标，yup为上侧最边缘像素点的纵坐标，ydown为下侧最边缘像素点的纵坐标，psize为像素点长度。
进一步地，在步骤2.3中，激光区域的真实宽度Dx= dx*（h1/f），激光区域的真实高度Dy=dy*（h1/f），其中，dx为激光区域的图像宽度，dy为激光区域的图像高度，h1为红外摄像头的镜头光心到接收平面的距离，f为红外摄像头的焦距。
进一步地，在步骤2.4中，待测激光器的宽向发射角度Ax=2*atan[（Dx/2）/h2]，高向发射角度Ay=2*atan[（Dy/2）/h2]，其中，Dx为激光区域的真实宽度，Dy为激光区域的真实高度，h2为待测激光器与接收平面的距离。
进一步地，在步骤2中进行步骤2.1之前，还包括：对激光图像进行均值滤波降噪处理。
进一步地，接收平面为透光幕布，在步骤1中，待测激光器位于透光幕布的一侧，以向透光幕布的一面上发射红外激光，红外摄像头位于透光幕布的另一侧，以从透光幕布的另一面上拍摄红外激光。
一种半导体激光器发射角度测试装置，包括；
接收平面，用于接收待测激光器发射的红外激光；
红外摄像头，用于采集经接收平面上的红外激光得到激光图像；
计算模块，用于进行上述的半导体激光器发射角度测试方法中的步骤2。
一种可读存储介质，储存有供处理器执行的计算机程序，所述处理器执行该计算机程序时，进行上述的半导体激光器发射角度测试方法中的步骤2。
本发明具有如下有益效果：该半导体激光器发射角度测试方法可测试出半导体激光器的发射角度，且具有误差小，精度大的优势。
附图说明
图1为本发明提供的半导体激光器发射角度测试装置的示意图；
图2为测试过程中获取的激光图像的示意图；
图3本发明提供的半导体激光器发射角度测试方法的步骤2框图；
图4为测试过程中在激光图像上建立直角坐标系的示意图；
图5为测试过程中在获取的二值化图像的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的说明。
实施例一
一种半导体激光器发射角度测试方法，包括：
步骤1：如图1所示，待测激光器101向接收平面103发射红外激光，红外摄像头102向接收平面103拍摄红外激光得到激光图像，其中，待测激光器101和红外摄像头102的光轴均垂直于接收平面103；
在该步骤1中，本实施例采用透光幕布作为接收平面103，待测激光器101位于透光幕布的一侧，以向透光幕布的一面上发射红外激光，红外摄像头102位于透光幕布的另一侧，以从透光幕布的另一面上拍摄红外激光。
如图2所示，获取的激光图像中包括激光区域105和外围区域104，激光区域105对应于接收平面103上被红外激光照射到的区域，在激光图像中表现为白色区域或亮区域；外围区域104对应于接收平面103上未被红外激光照射到的区域，在激光图像中表现为黑色区域或暗区域。
步骤2：依据激光图像中激光区域105的图像宽度和图像高度，计算出待测激光器101的发射角度。
具体的，如图3所示，步骤2包括：
步骤2.1：如图4所示，获取激光区域105在上下左右四侧上的最边缘像素点106；
在该步骤2.1中，以激光图像中心作为原点，以宽度方向作为X轴，以高度方向作为Y轴，建立直角坐标系，激光图像中的每一个像素点都在直角坐标系中具有唯一的坐标值。
在激光图像上建立直角坐标系后，就可以通过检测所有像素点的亮度值来确定激光区域105在激光图像中的位置和范围；其中，上侧最边缘像素点106即为激光区域105中坐标值Y最大的像素点，下侧最边缘像素点106即为激光区域105中坐标值Y最小的像素点，左侧最边缘像素点106即为激光区域105中坐标值X最小的像素点，右侧最边缘像素点106即为激光区域105中坐标值X最大的像素点。
优选地，为了减小激光图像的噪点影响，在进行步骤2.1之前，还包括：对激光图像进行均值滤波降噪处理。本实施例采用5*5均值滤波。
在测试过程中，环境光线对红外激光的成像干扰可能会导致外围区域104存在一些微亮像素点，而且激光区域105的亮度值由内向外是逐渐衰减的，这对获取四侧最边缘像素点106的结果都会产生误差，因此优选地，该步骤2.1包括：
步骤2.1.1：在激光图像中，选取激光区域105中亮度值较大的至少一像素点，计算出平均亮度值；
在该步骤2.1.1中，亮度值较大的至少一像素点指的是激光区域105中亮度值较大的一个或多个像素点，比如亮度值最大的一个像素点或者亮度值最大的前几个像素点等。
步骤2.1.2：以平均亮度值的一定比例作为二值化阈值，对激光图像进行二值化得到如图5所示的二值化图像；
在该步骤2.1.2中，本实施例在平均亮度值的50%-80%范围内选取一个值作为二值化阈值。经过二值化后，原激光图像中亮度值低于二值化阈值的所有像素点（原外围区域104）的亮度值均被设置为255（即最白或最亮），亮度值高于二值化阈值的所有像素点（原激光区域105）的亮度值均被设置为0（即最黑或最暗），外围区域104和激光区域105之间就会出现明显的分界线。
步骤2.1.3：在二值化图像中，获取激光区域105在上下左右四侧上的最边缘像素点106。
步骤2.2：依据四侧最边缘像素点106对应的横坐标或纵坐标，计算出激光区域105的图像宽度和图像宽度；
其中，在该步骤2.2中，激光区域105的图像宽度dx=|xleft-xright|*psize，激光区域105的图像高度dy=*|yup-ydown|*psize，其中，xleft为左侧最边缘像素点106的横坐标，xright为右侧最边缘像素点106的横坐标，yup为上侧最边缘像素点106的纵坐标，ydown为下侧最边缘像素点106的纵坐标，psize为像素点长度。
步骤2.3：依据激光区域105的图像宽度和图像高度，计算出激光区域105在接收平面103上的真实宽度和真实高度；
其中，在该步骤2.3中，激光区域105的真实宽度Dx= dx*（h1/f），激光区域105的真实高度Dy=dy*（h1/f），其中，h1为红外摄像头102的镜头光心到接收平面103的距离，f为红外摄像头102的焦距。
步骤2.4：依据激光区域105的真实宽度和真实高度，计算出待测激光器101的发射角度；
其中，在该步骤2.4中，待测激光器101的宽向发射角度Ax=2*atan[（Dx/2）/h2]，高向发射角度Ay=2*atan[（Dy/2）/h2]，其中，h2为待测激光器101与接收平面103的距离。
该半导体激光器发射角度测试方法可测试出半导体激光器的发射角度，且具有误差小，精度大的优势。
实施例二
如图1所示，一种半导体激光器发射角度测试装置，包括；
接收平面103，用于接收待测激光器101发射的红外激光；
红外摄像头102，用于采集经接收平面103上的红外激光得到激光图像；
计算模块，用于进行实施例一中所述的半导体激光器发射角度测试方法中的步骤2。
实施例三
一种可读存储介质，储存有供处理器执行的计算机程序，所述处理器执行该计算机程序时，进行实施例一中所述的半导体激光器发射角度测试方法中的步骤2。
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制，但凡采用等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案，均应落在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种半导体激光器发射角度测试方法，其特征在于，包括：
步骤1：待测激光器向接收平面发射红外激光，红外摄像头向接收平面拍摄红外激光得到激光图像，其中，待测激光器和红外摄像头的光轴均垂直于接收平面；
步骤2：依据激光图像中激光区域的图像宽度和图像高度，计算出待测激光器的发射角度。
2.根据权利要求1所述的半导体激光器发射角度测试方法，其特征在于，步骤2包括：
步骤2.1：获取激光区域在上下左右四侧上的最边缘像素点；
步骤2.2：依据四侧最边缘像素点对应的横坐标或纵坐标，计算出激光区域的图像宽度和图像宽度；
步骤2.3：依据激光区域的图像宽度和图像高度，计算出激光区域在接收平面上的真实宽度和真实高度；
步骤2.4：依据激光区域的真实宽度和真实高度，计算出待测激光器的发射角度。
3.根据权利要求2所述的半导体激光器发射角度测试方法，其特征在于，步骤2.1包括：
步骤2.1.1：在激光图像中，选取激光区域中亮度值较大的至少一像素点，计算出平均亮度值；
步骤2.1.2：以平均亮度值的一定比例作为二值化阈值，对激光图像进行二值化得到二值化图像；
步骤2.1.3：在二值化图像中，获取激光区域在上下左右四侧上的最边缘像素点。
4.根据权利要求2或3所述的半导体激光器发射角度测试方法，其特征在于，在步骤2.2中，激光区域的图像宽度dx=|xleft-xright|*psize，激光区域的图像高度dy=*|yup-ydown|*psize，其中，xleft为左侧最边缘像素点的横坐标，xright为右侧最边缘像素点的横坐标，yup为上侧最边缘像素点的纵坐标，ydown为下侧最边缘像素点的纵坐标，psize为像素点长度。
5.根据权利要求2或3所述的半导体激光器发射角度测试方法，其特征在于，在步骤2.3中，激光区域的真实宽度Dx= dx*（h1/f），激光区域的真实高度Dy=dy*（h1/f），其中，dx为激光区域的图像宽度，dy为激光区域的图像高度，h1为红外摄像头的镜头光心到接收平面的距离，f为红外摄像头的焦距。
6.根据权利要求2或3所述的半导体激光器发射角度测试方法，其特征在于，在步骤2.4中，待测激光器的宽向发射角度Ax=2*atan[（Dx/2）/h2]，高向发射角度Ay=2*atan[（Dy/2）/h2]，其中，Dx为激光区域的真实宽度，Dy为激光区域的真实高度，h2为待测激光器与接收平面的距离。
7.根据权利要求2所述的半导体激光器发射角度测试方法，其特征在于，在步骤2中进行步骤2.1之前，还包括：对激光图像进行均值滤波降噪处理。
8.根据权利要求1所述的半导体激光器发射角度测试方法，其特征在于，接收平面为透光幕布，在步骤1中，待测激光器位于透光幕布的一侧，以向透光幕布的一面上发射红外激光，红外摄像头位于透光幕布的另一侧，以从透光幕布的另一面上拍摄红外激光。
9.一种半导体激光器发射角度测试装置，其特征在于，包括；
接收平面，用于接收待测激光器发射的红外激光；
红外摄像头，用于采集经接收平面上的红外激光得到激光图像；
计算模块，用于进行权利要求1-8中任一所述的半导体激光器发射角度测试方法中的步骤2。
10.一种可读存储介质，储存有供处理器执行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行该计算机程序时，进行权利要求1-8中任一所述的半导体激光器发射角度测试方法中的步骤2。
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