Určení parametrů laserového paprsku

Abstract

Tato práce se zabývá určením pozice ohniskového bodu laserového paprsku a jeho úhlu dopadu na čočku\hbox{kamery}. Parametry paprsku jsou určeny ze \hbox{sekvence} snímku, které odpovídají intenzitě laserového paprsku v rovině kolmé na směr šíření v jednotlivých řezech. Paprsek je v každém snímku aproximován dvou-dimenzionální Gaussovskou funkcí. Poté je určen ohniskový bod z nalezených parametrů. Úhel dopadu paprsku je dopočítán z průběhu pozic středů Gaussovských funkcí vzhledem k polohám jednotlivých řezů. Navržené algoritmy poskytují stabilní výsledky, a jsou schopné nalézt pozici ohniskového bodu s odhadovanou přesnosti setiny milimetru z poskytnutých dat. V nejbližší době budou nasazeny na pracoviště pro ověření kvality zapouzdřených laserových diod. Pro potřeby vyhodnocení obsluhou, jsou výsledky graficky vizualizovány.

This work aims to implement and experimentally verify an algorithm for finding the focal point of the laser beam and its inclination angle to the camera lens. The parameters are estimated from a sequence of images of the beam's slices. The images are captured perpendicularly to the propagation direction at different distances from the laser source. In each image, the laser beam's irradiance is approximated by the two-dimensional Gaussian function. As the next step, a beam's waist location is localized. The waist is said to correspond to the laser beam's focal point. The inclination angle is computed by evaluating the Gaussians' function centers in regard to the camera position at the time of capturing the images. The designed algorithms provide satisfactory and reliable results. The precision of the focal point position estimation in our datasets is evaluated to 0.01 mm for the provided datasets. The algorithm will be deployed at the quality control workstation that was previously manually operated. The output of the algorithm is visualized for the workplace operators.