技術特征：

1.一種基于端面圖像自相關的光纖保偏熔接旋轉角對準方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)獲得兩段光纖端面的圖像：通過熔接機的端面成像裝置，分別獲得第一待熔光纖和第二待熔光纖的清晰的端面圖像；

(2)包層圓參數(shù)檢測：將第一待熔光纖端面的彩色圖像轉換為灰度圖像，對灰度圖像進行濾波，使圖像更加平滑，減小光纖端面上切割缺口造成的影響，得到灰度圖像grayScaleImg，以grayScaleImg的左上方頂點為原點建立直角坐標系，第一行像素的排列方向為x軸的正方向，第一列像素的排列方向為y軸的正方向；將grayScaleImg轉換為二值圖像binaryImg，binaryImg中非光纖端面部分的灰度值為0，光纖端面區(qū)域的灰度值為255；檢測binaryImg中光纖包層的邊緣，對包層邊緣上所有的像素點進行圓擬合，擬合出的包層圓半徑為R，圓心坐標為(x₁,y₁)；以(x₁,y₁)為中心，從grayScaleImg中提取出像素點數(shù)量為m×n個的光纖端面區(qū)域灰度值矩陣K(m,n)，m、n分別為灰度值矩陣的行數(shù)和列數(shù)，m、n為奇數(shù)且m＞2R、n＞2R，K(m,n)的中心即為grayScaleImg中包層的圓心(x₁,y₁)；

(3)計算第一待熔光纖不同旋轉角度β時的自相關系數(shù)R_β：以角度步長θ將灰度值矩陣K(m,n)繞矩陣中心進行插值逆時針旋轉，旋轉角度為β時的灰度值矩陣為K_β′，β＝a×θ，a為整數(shù)，使矩陣K_β′和K(m,n)的中心重合，然后將K_β′中越過矩陣K(m,n)邊線的像素位置去掉，對K_β′中缺少的像素位置以背景灰度值backgroundVal進行填充，得到元素數(shù)量為m×n的灰度值矩陣K_β(m,n)，所述背景灰度值指grayScaleImg左上角頂點像素的灰度值；將K_β(m,n)進行上下翻轉得到flipK_β(m,n)，計算灰度值矩陣K_β(m,n)和flipK_β(m,n)的自相關系數(shù)R_β，則R_β為角度為β時第一待熔光纖的自相關系數(shù)，不同旋轉角度β時的自相關系數(shù)R_β組成自相關系數(shù)向量R；

(4)獲得第一待熔接光纖的旋轉角度：對得到的自相關系數(shù)向量R中的元素進行歸一化，歸一化后自相關系數(shù)的最小值為0，最大值為1；由于光纖端面的徑向對稱軸和grayScaleImg中x軸平行時的自相關系數(shù)比其他旋轉角度高，所以自相關系數(shù)與角度β的曲線具有N個峰值，其中第一個峰值對應的角度為β1，第二個峰值對應的角度為β2，提取出K_β1(m,n)與K_β2(m,n)中第行，第1到第列的灰度值，得到灰度值向量對灰度值向量進行快速傅里葉變換，得到各個頻率分量的模值組成的向量計算中直流分量freqData_β1(1)與其他非直流頻率分量的模值的比值ratio_β1，計算中直流分量freqData_β2(1)和其他非直流頻率分量模值的比值ratio_β2，ratio_β1和ratio_β2中較大的值對應的角度為β1max，當?shù)谝淮酃饫w的旋轉角度為β1max時光纖端面的徑向對稱軸和grayScaleImg中的x軸平行，其徑向對稱軸上灰度值的頻率分量中高頻成分較多，β1max為第一待熔光纖端面對準時的旋轉角度；

(5)獲得第二待熔光纖的旋轉角度：對第二待熔光纖重復步驟(2)-(4)，得到第二待熔光纖對應的旋轉角度β2max；

(6)第一待熔光纖和第二待熔光纖對準：將得到的旋轉角度β1max和β2max輸入熔接機，分別使第一待熔光纖和第二待熔光纖旋轉β1max和β2max，旋轉方向和端面圖像旋轉的方向一致，完成第一待熔光纖和第二待熔光纖旋轉角精確對準。

2.如權利要求1所述的基于端面圖像自相關的光纖保偏熔接旋轉角對準方法，其特征在于，步驟(1)中所述的待熔光纖需進行保偏熔接且至少具有一個對稱軸，包括但不限于熊貓型保偏光纖、多芯光纖。

3.如權利要求1所述的基于端面圖像自相關的光纖保偏熔接旋轉角對準方法，其特征在于，步驟(2)中所述圖像二值化轉換所用的閾值為th＝backgroundVal+k，backgroundVal為grayScaleImg背景灰度值；k的取值范圍為1到10。

4.如權利要求1所述的基于端面圖像自相關的光纖保偏熔接旋轉角對準方法，其特征在于，步驟(2)中光纖包層的邊緣檢測采用Canny算子方法，包層邊緣像素點圓擬合采用霍夫算法。

5.如權利要求1所述的基于端面圖像自相關的光纖保偏熔接旋轉角對準方法，其特征在于，步驟(3)中所述的固定角度步長θ的取值范圍為0.05°到5°。

6.如權利要求1所述的基于端面圖像自相關的光纖保偏熔接旋轉角對準方法，其特征在于，步驟(3)中所述的逆時針旋轉角度β的范圍為0°到360°。

7.如權利要求1所述的基于端面圖像自相關的光纖保偏熔接旋轉角對準方法，其特征在于，步驟(3)所述的計算K_β(m,n)和flipK_β(m,n)的相關系數(shù)R_β，基于以下兩個公式中的任一公式：

或者

$R_{\mathrm{\β}}=20{\log }_{10}\left(\frac{255}{\sqrt{\frac{1}{mn}\underset{i=1}{\overset{m}{\Σ}}\underset{j=1}{\overset{n}{\Σ}}{\left(K_{\mathrm{\β}}\right(i,j)-{\mathrm{flipK}}_{\mathrm{\β}}(i,j\left)\right)}^2}}\right)$

其中K_β(i,j)、flipK_β(i,j)分別表示K_β(m,n)和flipK_β(m,n)中第i行第j列元素的灰度值大小，

8.如權利要求1所述的基于端面圖像自相關的光纖保偏熔接旋轉角對準方法，其特征在于，步驟(3)中的插值方法為雙線性插值法。

9.如權利要求1所述的基于端面圖像自相關的光纖保偏熔接旋轉角對準方法，其特征在于，步驟(4)中使用以下公式計算ratio_β1和ratio_β2：

和

${\mathrm{ratio}}_{\mathrm{\β}2}=\frac{\underset{i=2}{\overset{\frac{n+1}{2}}{\Σ}}{\mathrm{freqData}}_{\mathrm{\β}2}\left(i\right)}{{\mathrm{freqData}}_{\mathrm{\β}2}\left(1\right)}$

其中表示模值向量中的第i個元素，freqData_β2(i)表示模值向量中的第i個元素。