基于Risley棱镜的螺线扫描优化方法

Risley棱镜通过共轴独立旋转的方式对扫描视场范围内的光束实现任意指向,因结构紧凑、指向精度高、功耗低、响应迅速等特点而广泛应用于激光雷达、红外对抗、光学侦察等领域。螺线扫描方式可以满足视场可控、覆盖率可控、周期可控、速度稳定等指标要求。但由于扫描轨迹设置以及受电机最大速度、加速度等因素的限制,在最大张角和最小张角附近,棱镜的速度依然存在一定的突变,造成过大的伺服控制误差。针对此问题,采用滤波与插值结合的方法优化扫描轨迹。实验表明：优化后棱镜的旋转速度趋于平滑,最大伺服控制误差从约1 200″,减小至约300″,减小至原来的1/4。该方法降低了因棱镜速度突变而造成的随动伺服控制误差,优化了棱镜的旋转过程,降低了棱镜因速度突变而产生的抖动,有利于提升系统的扫描精度。