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大学物理实验, 2026, 39(1): 105-109     https://doi.org/10.14139/j.cnki.cn22-1228.2026.01.018
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基于 YOLOv8 的平凸透镜曲率半径自动测量#br#
闫还生 1,2 ,贾卫杰 2,王鹤 1*,张丹 1*
1.西北农林科技大学 理学院,陕西 咸阳 712100;2.西北农林科技大学 水利与建筑工程学院,陕西 咸阳712100
Automatic Measurement of Radius of Curvature forPlano-Convex Lenses Based on YOLOv8#br#
YAN Huansheng 1,2 ,JIA Weijie 2 ,WANG He 1* ,ZHANG Dan 1*
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摘要 针对传统牛顿环干涉实验中人工读数误差大、测量效率低及非理想环纹适应性差的问题,提出一种融合 YOLOv8 与图像处理技术的自动测量方法。实验采用粗定位与精拟合相结合的策略实现圆心定位,先利用 YOLOv8 模型快速锁定圆心区域,再通过加权最小二乘法亚像素级精确定位;以圆心为基准,沿多方向径向采样灰度值,结合阈值判定实现各级暗环边缘识别;最终依据等厚干涉原理计算平凸透镜曲率半径。实验以标准曲率半径 1 021 mm 的平凸透镜为对象,识别结果为 1 019.7 mm,相对误差均小于 0.13%,单次测量总耗时约 4.2 min。
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闫还生
贾卫杰
王 鹤
张 丹
关键词:  牛顿环  曲率半径测量  YOLOv8  机器视觉  加权最小二乘法  多方向采样    
Abstract: Aiming at the problems of large human reading errors,low measurement efficiency,and poor
adaptability to non-ideal fringes in traditional Newton ' s ring interference experiments,an automatic
measurement method integrating YOLOv8 and image processing technology is proposed.The experiment adopts
a strategy combining coarse localization and fine fitting to achieve center localization:first,the YOLOv8 model
is used to quickly locate the center region,followed by sub-pixel-level precise localization through weighted
least squares method.With the center as the reference,grayscale values are sampled radially along multiple
directions,and the edges of dark rings at various levels are identified by combining threshold judgment.Finally,
the radius of curvature of the plano-convex lens is calculated based on the principle of equal-thickness
interference.Using a plano-convex lens with a standard curvature radius of 1 021 mm as the test subject,the
identified result is 1 019.7 mm,with a relative error of less than 0.13%.The total time required for a single
measurement is approximately 4.2 min.
Key words:  Newton's rings    curvature radius measurement    YOLOv8    machine vision    weighted least squaresmethod    multi-directional sampling
                    发布日期:  2026-02-25     
ZTFLH:  O 43  
基金资助: 陕西省教育科学“十四五”规划课题(SGH24Y2924)
引用本文:    
闫还生 , 贾卫杰 , 王 鹤 , 张 丹 . 基于 YOLOv8 的平凸透镜曲率半径自动测量#br#[J]. 大学物理实验, 2026, 39(1): 105-109.
YAN Huansheng , JIA Weijie , WANG He , ZHANG Dan . Automatic Measurement of Radius of Curvature forPlano-Convex Lenses Based on YOLOv8#br#. Physical Experiment of College, 2026, 39(1): 105-109.
链接本文:  
https://dawushiyan.jlict.edu.cn/CN/10.14139/j.cnki.cn22-1228.2026.01.018  或          https://dawushiyan.jlict.edu.cn/CN/Y2026/V39/I1/105
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