徐勤健,贾 蕴

(山东航天电子技术研究所，山东 烟台 264003)

0 引言

星间激光通信作为新型的通信方式，具有大带宽、高速率等优越性能。激光束具有传输距离远且宽度窄的特性，因此对于激光通信系统来说，捕获、跟踪和瞄准就显得格外重要。其中，信标光中心检测模块是3个阶段中不可或缺的部分，也就是说，光斑中心的精度可以直接影响或者反映系统的精度[1]。空间激光通信设备采用信标光来标识各自的位置，在空间通信的链路中，速度快且准确性高的信标光捕获的重要性不言而喻。其中，光学传感器的作用是能够实时、精确的确定光斑的中心。空间激光通信终端通常采用CCD、CMOS、SWIR等成像探测器作为光电探测元器件，但是由于元器件本身的非线性、背景暗电平、读出噪声以及随机光子起伏等，可能会造成光斑图像的分布不均匀、边缘模糊等问题。上述现象会造成不同的光斑检测算法输出的光斑坐标有较大的偏差，不同的光斑坐标值会导致激光通信终端接收到的信号光强度偏差很大。

激光通信系统中的捕获、跟踪、瞄准是由短波红外相机的位置来确定的，因此光斑位置的准确性会直接影响激光通信系统的精度。对于光斑中心的计算，质心法、Hough变换法和圆拟合法在工程应用层面来说适用较广。文献[2]提出以Hough变换理论为基础的光斑中心检测方法，实验表明该方法对提高大型三维曲面测量精度有效；以最小二乘原理[3]作为依据，文献[4]提出了圆拟合算法，该算法实时性好，但前提是图像较为理想，否则可能会影响准确性。……