一种外场环境中舰载光电跟踪仪光轴一致性检测方法

光轴一致性是影响舰载光电跟踪仪跟踪精度的一项重要技术指标。本文提出一种外场环境中光轴一致性的检测方法,详细介绍了该方法的检测操作步骤,分析了检测精度,并在外场环境中进行了实际检测。该方法使用工具少,操作简便,而且能够满足检测精度要求,适合靶场使用。     

多光轴一致性检测技术进展及其分析

集激光测距、激光制导照射、可见光成像和热成像等为一体的多传感器光电系统在现代武器装备平台上得到了广泛应用.多光轴一致性是多传感器光电武器装备正常运行的基本保证,因此,光轴一致性检测已成为多传感器光电系统性能检测的关键环节.文中综述了常规的光轴一致性检测方法.介绍了当前迅速发展的采用视频数字图像的多光轴一致性检测方法,并重点介绍了一种利用视频图像的多光轴一致性外场检测方法及其特点.分析表明:这是一种具有广泛应用前景且可望用于多光轴在线检测的有效方法.     

多光轴平行度检测设备的检测误差分析

介绍了一种室内工作的光轴平行度检测设备,重点探讨了设备的激光光斑质心位置计算误差．对其主要构成、系统光强信噪比、靶板与CCD像面夹角测量误差、光学系统成像误差、像元能量质心误差、激光光斑灰度量化误差等进行了分析研究,通过实例．求得了激光光斑质心计算误差值．在分析了该检测设备主要误差的基础上给出了系统误差的计算公式和计算结果     

基于WMPS的多光谱光轴平行性检测系统设计

设计了一种新型多光谱多光轴武器装备通用化的光轴平行性检校系统。采用高精度平移平行光管的方法,使平行光管出射的平行光束分别进入武器平台各个光电系统,由平行光管产生无限远白光、微光、红外目标,对待检测多光轴武器系统进行光轴平行性检测。利用WMPS单发射站测角模型,结合摄影测量PNP问题,建立高精度空间坐标定位系统,对平行光管在移动过程中进行精准位置姿态测量,并根据测量结果进行高精度姿态恢复,保证平行光管平移精度。该系统能够适用于多种不同类型光电武器装备,实现自动化检测,并给出了数字化光轴误差量,具有良好的通用性和可扩展性。     

一种雷达光轴校准技术

利用光学原理通过设计一种光学测量方法,解决回转雷达装配过程中,三光轴难以校准、定位的问题。并通过在实际案例的应用,证明该测量技术精度高、适应性强、操作简便,能够应用于工程实际。     

外场激光可见光光轴检测装置

设计了一套大气环境下外场可见光、激光两光轴瞄准系统瞄准偏差测试装置,通过外场实验测得不同距离处测试装置的基准光轴的偏差。结果表明,2000 m距离上基准光轴偏差为4.5″,满足了多光谱多光轴动态瞄准偏差测试误差0.1 mrad（20.6″）的精度要求。并据此基准光轴在外场环境下对激光光轴相对于可见光光轴的瞄准偏差进行测试,实现了对光电瞄准系统外场瞄准偏差参数进行精确测量。     

便携式多光轴平行性检校系统的研制

为满足野外检测多波段光电设备光轴平行性的检校需求,研制了一套便携式多光轴平行性检校系统。系统采用反射式卡塞格林光学系统和ZnS晶体靶板,为被校系统提供无穷远的十字分划目标并以此作为瞄准基准,完成对被校系统电视轴和红外轴之间的平行性检校;采用CCD系统完成分划板十字线和靶纸上激光光斑的采集,并利用数据处理系统检测出分划板十字中心与激光光斑中心位置的偏差量,完成对被校系统激光光轴与可见光轴之间的平行性检校。利用高精度光学角规对所研制的检校系统进行了标定,精度可达亚秒级。实验结果表明,该检校系统测量电视轴与红外轴之间平行性标准不确定度为2″,检校激光瞄准轴与发射轴平行性标准不确定度为5″。     

全天域激光发射光轴平行度检测方法研究

为在全天域范围内检测发射系统的光轴平行度,提出了一种检测方法并设计了检测结构。该方法利用系统上安装的可见光探测器实现检测,而且检测结构带入的误差可以通过标定测量被确定并剔除,所得结果具有较高精度。首先介绍了检测原理、检测结构及装调;然后利用矢量旋转与坐标变换方法,分析了反射镜角度变化与结构带入误差的关系;最后进行了自重变形实验,确定了检测时结构在不同位置的变形,完成了平行度检测试验,剔除结构带入误差并最终确定了系统平行度。结果表明:检测结果与真值的偏差在2″以内,满足使用要求。     

四象限精跟踪光轴检测模型与误差分析

研究了四象限精跟踪光轴检测模型,推导出大气环境下系统固有分辨精度与细分精度的关系,在此基础上指出提升检测系统固有分辨率的方法,有效降低光强闪烁影响;同时,讨论了大气湍流误差、背景光学误差、电子干扰误差产生的原因以及与系统信噪比之间的关系,针对不同误差给出相应补偿办法并进行仿真。仿真结果表明,背景光误差与信标光信噪比、光轴偏差量直接相关;减小系统滤波器带宽,可抑制电子干扰误差;弱大气湍流条件下,增大接收光学口径,能有效抑制信号衰落。     

线阵多传感器光轴平行度检校系统研究

多传感器光轴平行度检校是保证线阵主被动成像载荷高精度获取地物多源数据的重要环节.设计了一种适用于该类型载荷的光轴平行度检校系统.该系统基于大口径平行光管结合辅助激光光源的方法,利用图像采集系统获得光斑中心以实现多元线阵激光收发光轴对准;同时,使用可见光线光源引出激光光轴,最终完成线阵可见光光轴与激光光轴之间的平行度检校.该系统能够实现多线阵传感器的主动探测收发光轴及主被动光轴的平行度检校,具有良好的通用性和可扩展性.     

多光谱多光轴设备光轴平行性测量装置研制

多光谱多光轴设备光轴平行性校准装置用于多传感器小型光电测量设备中各探测单元探测光轴平行性的标定和测量,同时具有提供无穷远目标的功能。本文所研制的多光谱多光轴设备校准装置采用卡塞格林反射式平行光管结构,有效通光口径φ350mm,可对可见光系统、中波红外系统、长波红外系统及激光测距系统进行光轴平行性的测量,测量精度优于5″。     

一种基于PSD传感器的LED光轴校准方法

提出了一种利用位敏探测器（PSD）的光电位置校准技术,对LED光轴与机械轴的偏差进行测量的方法,通过检测LED光束中心的位置,获取其准确的光轴坐标值,最后的实验验证了该方法的有效性。     

基于双五棱镜组件的大间距光轴平行性检测方法

光轴平行性是多光轴光电设备的重要参数,对其进行检测十分必要。随着光电设备复杂程度的逐步增加,其光轴之间的距离不断增大,传统的小口径检测手段已经不能满足现有光电设备的检测需求。针对大间距光轴之间的平行性的检测,设计了一种基于双五棱镜结构的扩径组件,实现了平行光管的出射光束的平移,并利用双光楔结构对扩径组件进行修正,将平行光管的有效口径由300 mm扩展至1 200 mm。对扩径组件进行数学建模分析和实际装调,并对检测系统进行整体精度测试。实验结果表明:平行光管出射的光束经扩径组件后能够保持良好的平行性,其平行误差在11以内,满足大间距光轴检测的精度要求。     

激光测距机光斑及其光轴平行性检测方法研究

在CCD检测激光光斑方法中,单、低频窄脉冲激光光斑的检测是一项很有工程实用价值的工作,检测的智能化程度和精度也比传统的烧蚀法等方法高.但是光斑图像的捕捉比较困难,采取同步取样的方法弥补势必会增加设计的成本和降低检测装置的通用性,因此采用上转换板将红外光转换为CCD可探测到的红光并对光斑进行延时,使普通CCD能够很容易地探测到单、低频窄脉冲激光的光斑,再经进一步处理后,即可检测到发射出的激光光斑的形心、质心、尺寸等参数,以及激光光轴与光学观瞄装置光轴的平行性.     

利用恒星对天文观测系统光轴平行性检校

基于地基天文观测系统光轴平行性的校验需求,建立了一套高精度多光轴平行性检测系统。针对具有成像光谱仪的天文观测系统,将恒星作为点光源,利用天文跟踪系统完成对恒星星象及相应光谱数据的同步采集。在光谱维视场中,成像光谱仪不易准确地确定恒星的位置,该检测方案利用赤道仪控制系统和成像光谱仪狭缝视场的特点,对恒星目标进行一维扫描,将成像光谱仪接收到的恒星能量随着扫描位置进行拟合来确定光谱维视场中心,通过高斯拟合法来计算光学仪器之间光轴的平行性偏差。试验结果表明:测量结果不确定度为1.52,该检测系统结构简单,满足成像光谱仪和其它成像仪器野外高精度快速检测光轴一致性的要求。     

一种激光测距机光轴平行性智能检校方法

针对发射光轴的双光楔校正结构,提出了一种激光测距机光轴平行性智能检测校正方法。建立了光轴平行性偏差量与双光楔结构旋转角度之间的数学模型,利用CCD图像传感器和数字图像处理技术得到激光发射光轴与瞄准光轴之间的平行性偏差,依据所建立的数学模型解算出双光楔需要调整的角度值,结合机械校正装置转动相应的角度,实现了激光测距机光轴的校正。该方法同样适合于其他具有双光楔调整结构的光学仪器。     

一种可提高谐振腔稳定性的结构设计

激光谐振腔稳定性影响其输出激光的光斑分布和光轴稳定度,从而影响测距威力。本文从工程实践的角度对比分析增加副底板结构前后激光谐振腔的形变。通过仿真分析和实验证明,增加副底板结构可以大幅度改善谐振腔的稳定度。这一结论可用于指导激光发射器的结构设计工作。     

一种便携式人体皮肤表面油脂检测装置的研究与设计

针对现有皮肤油脂检测装置设备昂贵、测量速度慢和普遍推广难度大等问题,利用光电检测技术和超低功耗MSP430F5系列单片机设计一种便携式人体皮肤表面油脂检测装置。该装置由油脂采集探头和分析主机两部分组成,油脂采集探头选用双面细磨砂玻璃吸附人体皮肤表面油脂,利用红外光电检测技术进行油脂含量的电信号转换,最后分析主机根据经过实验验证的经验公式计算出所测皮肤表面的油脂含量,还可将测试结果无线传输给移动手机以供数据存储和分享,开发了对应功能的手机APP。实验结果表明,该装置的检测结果能正确反映人体皮肤表面的油脂含量,且测试速度快,移动便携,可用于化妆品功效评价和皮肤类型判断方面的大众推广,具有良好的市场前景。     

双目光电装备光轴平行性数字化检校系统设计

设计了一种多光谱双目光电装备光轴平行性数字化检校系统。利用平行光管产生无限远白光、微光、红外目标,平行光经双目光电装备、光轴平移装置,将两路光线入射到面阵CCD上,目标图像经CCD、图像采集卡转换成数字图像信息送入计算机,利用软件算法得到光轴误差量,参考所建立的光电装备数学模型,给出光轴校正方案,利用辅助工具完成光轴平行性校正。该系统适用于多种双目光电装备,能够实现自动化检测,并给出数字化的光轴误差量,具有良好的通用性和可扩展性。