Journal: Engineering and Management Science DOI: 10.32629/ems.v8i9.22160
Abstract
针对迈克尔逊干涉实验人工目视计数易致视觉疲劳、引入±3～5环偏差，而批量加装专用工业相机成本高的问题，本文设计并实现一套低成本、全自动闭环测量系统。系统兼容智能手机、USB摄像头、工业相机等通用采集端，经有线/无线双通道将干涉图像实时传输至上位机；依托OpenCV构建由光照均衡、两级圆心定位、极坐标降维、一维峰值检索、多帧滞后跟踪构成的分层算法，稳定统计干涉环收缩数量；STM32驱动步进电机带动反射镜匀速位移，经CH340串口实现上下位机闭环通信，收缩环数达标即自动锁止电机；上位机内置逐差法与A、B类不确定度评定模块，录入位移数据后一键输出标准化测量结果。100组对照实验表明，系统自动计数误差控制在±1环以内，显著优于人工观测±3～5环的偏差，测得激光波长λ=(632.83±0.07)nm，相对不确定度稳定在约0.011%，单套硬件成本降低60%以上；全程无需人工干预，适用于高校物理光学实验教学。
Keywords
迈克尔逊干涉仪；OpenCV；条纹自动计数；不确定度评定
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