基于卡尔曼滤波算法的光谱共焦测量精度的提升方法

赵斌; 毛肖肖; 田申诚; 曹焱; 董祥美; 高秀敏

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基于卡尔曼滤波算法的光谱共焦测量精度的提升方法

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为减少待测物体位置变化时光谱系统受到的噪声干扰以及峰值定位误差,基于卡尔曼滤波算法原理,提出一种将Voigt寻峰定位的结果作为观测误差并进行最优估计来提升共焦系统测量精度的方法。先进行标定实验,确定光谱共焦系统的测量范围及精度;再依次对比中值滤波、Savitzky-Golay滤波以及快速傅里叶变换滤波等对光谱信号去噪的处理情况,并选用高斯、洛伦兹以及Voigt拟合等方法寻峰定位。同时,分析了Voigt拟合中的峰值提取、高斯宽度、洛伦兹宽度以及幅值误差对拟合精度的影响。实验结果表明,系统的测量范围可达3 mm,中心光斑半径增大了近1.79倍,采用卡尔曼滤波算法能够降低系统中的噪声引起的定位误差且系统精度能够提升11倍,满足高精度的测量需求。

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来源
《光学仪器》 |2023年第5期|11-18|共8页
作者
赵斌; 毛肖肖; 田申诚; 曹焱; 董祥美; 高秀敏;
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作者单位

上海理工大学光电信息与计算机工程学院;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类光谱测量;
关键词
光谱共聚焦系统; 卡尔曼滤波; Voigt拟合; 误差函数;

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