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无线激光通信(Wireless Laser Communication,WLC)采用激光作为传递信息的载体在空间中传输的一种无线通信技术。因受大气湍流的严重影响,无线光通信中激光光斑出现光强起伏、扩展、漂移、破损等现象;在远场处呈现出不规则的散斑,导致光斑质心与几何中心不重合,造成自动捕获、对准与跟踪(Acquisition Pointing and Tracking,APT)系统无法准确的对检测光斑进行定位。因此,一种抗干扰能力强、高精度的光斑图像检测技术是APT系统的关键,可有效地确保远距离通信链路的畅通,以此增强APT系统的稳定性。本文主要工作如下:1.分析大气湍流对远场光斑图像定位的影响,介绍了Xencis相机直接成像法,利用光斑检测原理完成光束的捕获、对准以及调焦,识别目标光斑;采用漫反射屏成像获取远场光斑图像并进行算法定位,实现激光束的跟踪。2.针对漫反射屏上破碎不规则的退化光斑图像,并在分析光斑光强空间分布特性的基础上,设计了一种抗干扰能力强和精度高的远场光斑图像检测算法。本算法采用开源计算机视觉库(Open Source Computer Vision Library,OpenCV)图形学、数学形态学实现了对不规则散斑图像的连通域填充;利用Laplace算子提取了光斑轮廓;最终通过二维向量空间圆拟合获得了光斑中心坐标与半径。3.设计了光斑图像检测的上位机软件,搭建了外场实验(10.2km、100km)平台进行多次验证,验证了无信标光APT系统下远场光斑检测算法的有效性。最后本文给出了不同天气条件下光斑漂移位置曲线图,研究结果表明:10.2km远场光斑图像的检测范围在50pixel-110pixel,单个像素代表0.34375 cm-0.425cm;光斑检测算法的最小均方误差(Root Mean Square Error,RMSE)相比小于其他算法,并且实际的光斑偏离量为17.875-46.75cm。100km实验中,二维瞄准云台以17.45μrad的角分辨率实现光束的重新对准,光斑的偏移量约在180pixel-260pixel。