CN105353425A - 一种采用辅助光校准主动红外探测器的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种采用辅助光校准主动红外探测器的方法，辅助光校准器向接收器发射大角度红外光；通过瞄准，调整辅助光校准器角度，使得接收器在红外光照射范围内，保持辅助光校准器角度不动，然后对接收器进行逐行扫描式调节，当接收器的传感器接收到信号后，进行左右微调使得接收器信号强度最大，随后进行上下微调使得接收器信号强度最大。本申请的红外校准采用辅助光校准器进行辅助，能大幅提高接收器的校准速度，当接收器位置校准后再校准发射器能大幅提高整体的校准速度，相对于现有的红外探测器校准，本方法可以提高十倍到百倍的概率，仅需要使用现有时间的1/10即可完成校准工作。

Description

一种采用辅助光校准主动红外探测器的方法

技术领域

本发明涉及安防领域，具体涉及一种采用辅助光校准主动红外探测器的方法。

背景技术

目前，主动红外探测器(以下简称探测器)广范应用于安防领域的周界防范中。它们的特点是：成对工作，一个发射器、一个接收器，并且防范距离很远，通常在各种恶劣的天气下也能长期稳定工作的距离都在40米到250米之间(其实际发射距离在240米到1500米之间)。在产品设计时为了达到如此远的发射距离，只能把它们的发射角度和接收角度都设计得很小，通常发射角度和接收角度都在3度以下，使其光能量更集中才能达到如此远的发射距离。但是红外光本来就是不可见光，并且发射和接收的角度都那么小，在安装调试探测器时探测器的发射和接收光轴校准(以下简称校准)，是一项很费时间的工作。一般探测器校准都是由两个人分别站在发射器和接收器的两端，再分别调节发射器的发射和接收器的接收方向，使发射和接收的光轴重合即探测器校准成功，探测器校准需要一定的技术和经验。

目前探测器的校准方法有两种:一种是凭感觉来分别调节发射和接收的方向进行校准；另一种是插一个带小孔的瞄准镜在探测器方向调节平台上来大概地瞄准，再分别调节发射和接收的方向进行校准。这两种校准的方法效率都很低，第一种校准方法是完全靠大范围尝试调节，需要同时移动发射器和接收器进行完全没有参考和定位的信号搜索，这种校准难度最高；第二种校准方法由于瞄准镜上的孔太小(一般直径都在1CM以下)，在探测器防范距离大于100米的情况下人们的视觉很难通过瞄准镜上的小孔看清100米外的目标，同时瞄准镜也是存在一定误差，只能模糊定位，略微减少搜索的范围。并且瞄准镜的瞄准方向还会受到瞄准镜在探测器方向调节平台卡得是否可靠、瞄准镜的方向是否与探测器的发射或接收方向一至等因素的影响。人们在瞄准镜的窗口上看到的范围还是比较大的，然而我们还需在这个范围内进行不断尝试调节发射和接收的方向，直到探测器校准成功为止。采用这两种校准方法成功校准一对探测器所需的时间较长，对安装工程师的技术要求较高，大大降低了安装的效率。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种操作简单校准速度快耗时少的采用辅助光校准主动红外探测器的方法。

为实现该技术目的，本发明的方案是：一种采用辅助光校准主动红外探测器的方法，包括接收器、发射器、辅助光校准器，具体步骤如下：

第一步，将接收器安装在接收端的支架或墙面上，将发射器安装在发射端的支架或墙面上；

第二步，将辅助光校准器安装在发射器的方向调节平台上，辅助光校准器向接收器发射大角度红外光；

第三步，通过瞄准，调整辅助光校准器角度，使得接收器在红外光照射范围内，保持辅助光校准器角度不动，然后对接收器进行逐行扫描式调节，当接收器的传感器接收到信号后，进行左右微调使得接收器信号强度最大，随后进行上下微调使得接收器信号强度最大即完成了接收器和辅助光校准器的校准；

第四步，保持接收器位置不动，取下辅助光校准器，打开发射器发出红外光，然后对发射器进行逐行扫描式调节，当接收器的传感器接收到信号后，改用左右微调使得接收器信号强度最大，随后进行上下微调使得接收器信号强度最大即完成了接收器和发射器的校准。

作为优选，第二步的辅助光校准器发出的红外光波长为800～1000nm，功率为1～3w，发射角为10～40°。

作为优选，第三步的接收器的接收角度为0.5～2.1°。

作为优选，第四步的发射器发出的红外光波长为800～1000nm，功率为0.2～1w，发射角为0.5～2.1°。

作为优选，所述接收器和发射器的间距为40～250米。

一种用于采用辅助光校准主动红外探测器的方法的辅助光校准器，包括红外模块、透镜、壳体、控制模块，所述壳体内部设置有红外模块，所述壳体前端与红外模块对应的位置设置有透镜，所述壳体后侧设置有固定卡口，所述红外模块还电连接有控制模块。

作为优选，透镜为直径25～60mm的凸透镜。

作为优选，所述壳体上设置有瞄准器。

本发明的有益效果，本申请的红外校准采用辅助光校准器进行辅助，能大幅提高接收器的校准速度，当接收器位置校准后再校准发射器能大幅提高整体的校准速度，相对于现有的红外探测器校准，本方法可以提高十倍到百倍的概率，可大幅节约校准时间，仅需要使用现有时间的1/10即可完成校准工作。

附图说明

图1为辅助光校准器爆炸图；

图2为辅助光校准器和发射器的组装图；

图3为本方法的光斑对比图；

图4为本方法的状态一的结构示意图；

图5为本方法的状态二的结构示意图；

图6为本方法的状态三的结构示意图；

图7为本方法的状态四的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

如图3-7所示，本发明所述的具体实施例为一种采用辅助光校准主动红外探测器的方法，包括接收器3、发射器1、辅助光校准器2，具体步骤如下：例如接收器和发射器的间距为100米，辅助光校准器发射角度为10°，发射器发射角度为1.1°；接收器的接收角度也较小，一般在3°以下，只有当接收器的接收光轴与发射器的发射光轴形成的夹角小于3°时，接收器才能收到信号，当接收器的接收光轴与发射器的发射光轴重合时，信号达到最强。

如图3、4所示，第一步，将接收器安装在接收端的支架或墙面上，将发射器安装在发射端的支架或墙面上。由于距离较远，发射器和接收器的水平高度会有一定误差，水平方向上也会存在一定误差，需要调节发射器和接收器的方向，使得二者光轴重合。

如图3、4所示，第二步，将辅助光校准器安装在发射器的方向调节平台上，辅助光校准器向接收器发射大角度红外光。如图3所示，辅助光校准器发射角度为10°时，对面100米处形成的半径为8.7米的红外线光斑；发射器发射角度为1.1°时，对面100米处形成的半径为1.1米的红外线光斑，所以在相同的发射距离下辅助光校准器得到的光斑面积远远大于发射器得到的光斑面积。

如图4、5所示，第三步，通过瞄准，调整辅助光校准器角度，使得接收器在红外光照射范围内，保持辅助光校准器角度不动，然后对接收器进行逐行扫描式调节，当接收器的传感器接收到信号后，进行微调使得信号最大，随后进行上下微调使得接收器信号强度最大即完成了接收器与辅助光校准器的校准。由于红外光不可见，而肉眼瞄准具有一定的误差，通过初步瞄准，可以轻易的将辅助光校准器发射的半径为8.7米的红外线光斑覆盖接收器所在区域，完成瞄准操作。图4为接收器未校准成功状态，图5为接收器校准成功状态，大致对准后可以接收到微弱的信号，完成校准后信号最强。

现有的操作中由于安装距离很远，发射器发射的光斑过小，瞄准后，由于误差无法保证一定能覆盖接收器所在区域，此时需要通过接收器逐行扫描进行确认是否照射到红外线，如果扫描后没有信号；需要对发射器微调，调整光斑位置，再次通过接收器逐行扫描，直至收到信号。

本设计采用大角度红外光，确保接收器一直处于红外线照射范围内，只需要将接收器逐行扫描，使接收器的接收光轴调整至与辅助光校准器照射到该接收器的红外光处于同一直线即可达到信号最大值。

如图6、7所示，第四步，保持接收器位置不动，取下辅助光校准器，打开发射器发出红外光，然后对发射器进行逐行扫描式调节，当接收器的传感器接收到信号后，改用左右微调使得接收器信号强度最大，随后进行上下微调使得接收器信号强度最大即完成了接收器和发射器的校准。图6为发射器未校准成功状态，图7为发射器校准成功状态。

由于接收器与辅助光校准器校准成功，只需要对发射器进行逐行扫描即可完成发射器与接收器的校准。实际操作过程中，调整辅助光校准器与发射器的光源位置之间距离5厘米左右，但是二者的光源是平行的，例如发射距离是100米偏差5厘米，偏差角度时0.029度，可以忽略不计。同时也不会影响接收器接收到信号，为了达到最佳效果，可以在完成发射器对焦后，再次微调接收器，使得接收器信号最强，对焦更准确。

为了获得最优的大角度红外光，第二步的辅助光校准器发出的红外光波长为800～1000nm，功率为1～3w，发射角为10～40°。

为了获得最优的聚光效果，第三步的接收器的接收角度为0.5～2.1°。

为了获得最优的警戒用的红外光，第四步的发射器发出的红外光波长为800～1000nm，功率为0.2～1w，发射角为0.5～2.1°。

本方法适合的警戒距离，所述接收器和发射器的间距为40～500米。

如图1、2所示，一种用于采用辅助光校准主动红外探测器的方法的辅助光校准器，包括红外模块、透镜21、壳体22、控制模块24，所述壳体22内部设置有红外模块，所述壳体22前端与红外模块对应的位置设置有透镜21，所述壳体2后侧设置有固定卡口23，所述红外模块还电连接有控制模块24。

为了获得合适大角度的光斑，透镜为直径25～60mm的凸透镜。发射光源到透镜的距离小于透镜焦距时，发射光源离透镜越近，得到的光角度越大。

为了方便进行瞄准，所述壳体22上设置有瞄准器25。通过瞄准器可以进行初步定位瞄准。

在探测器校准中，无论是凭感觉来进行校准，或者是用瞄准镜来进行校准，它们都有一个面积较大的接收器调节范围，在这个范围内绝大多数的位置都是无效接收位置(即在红外光照到了接收器上，但是接收器的接收角度不对所以也接收不到信号)，只有一个位置是有效的接收位置(即在红外光照到了接收器上并且接收器也能接收到信号)，因为红外光是不可见光，所以这个有效接收位置由发射器和接收器共同决定的),假如在接收器的调节范围里有100个接收位置，那么有效接收位置只占百分之一。

在探测器校准中，无论是凭感觉来进行校准，或者是用瞄准镜来进行校准，它们都有一个面积较大的发射器调节范围，在这个范围内绝大多数的位置都是无效发射位置(即红外光照不到接收器上)，只有一个位置是有效的发射位置(即红外光可以照射到接收器上),假如在发射器的调节范围里有100个发射位置，那么有效发射位置只占百分之一。

假如如前面描述发射有效位置占发射位置的百分之一，接收有效位置占接收位置的百分之一。综上所述在用辅助光校准器作为校准光源调节接收器的的方向调节平台的水平和垂直方向的角度，探测器校准成功的概率是百份之一，在接收器调节好后，再调节发射器的的方向调节平台的水平和垂直方向的角度，探测器校准成功概率是百份之一，那么从整个过程来看完成一对探测器校准成功的概率为二百分之一；而传统校准方法对探测器进行校准，校准成功的概率为万分之一，所以采用辅助光校准的方法来校准探测器效率远远高于传统的校准方法。

本申请的红外校准采用辅助光校准器进行辅助，能大幅提高接收器的校准速度，当接收器位置校准后再校准发射器能大幅提高整体的校准速度，相对于现有的红外探测器校准，本方法可以提高十倍到百倍的概率，可大幅节约校准时间，仅需要使用现有时间的1/10即可完成校准工作。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同替换和改进，均应包含在本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种采用辅助光校准主动红外探测器的方法，其特征在于：包括接收器、发射器、辅助光校准器，具体步骤如下：

第一步，将接收器安装在接收端的支架或墙面上，将发射器安装在发射端的支架或墙面上；

第二步，将辅助光校准器安装在发射器的方向调节平台上，辅助光校准器向接收器发射大角度红外光；

第三步，通过瞄准，调整辅助光校准器角度，使得接收器在红外光照射范围内，保持辅助光校准器角度不动，然后对接收器进行逐行扫描式调节，当接收器的传感器接收到信号后，进行左右微调使得接收器信号强度最大，随后进行上下微调使得接收器信号强度最大即完成了接收器与辅助光校准器的校准；

第四步，保持接收器位置不动，取下辅助光校准器，打开发射器发出红外光，然后对发射器进行逐行扫描式调节，当接收器的传感器接收到信号后，改用左右微调使得接收器信号强度最大，随后进行上下微调使得接收器信号强度最大即完成了接收器与发射器的校准。

2.根据权利要求1所述的采用辅助光校准主动红外探测器的方法，其特征在于：第二步的辅助光校准器发出的红外光波长为800～1000nm，功率为1～3w，发射角为10～40°。

3.根据权利要求1所述的采用辅助光校准主动红外探测器的方法，其特征在于：第三步的接收器的接收角度是0.5～2.1°。

4.根据权利要求1所述的采用辅助光校准主动红外探测器的方法，其特征在于：第四步的发射器发出的红外光波长为800～1000nm，功率为0.2～1w，发射角为0.5～2.1°。

5.根据权利要求1所述的采用辅助光校准主动红外探测器的方法，其特征在于：所述接收器和发射器的间距为40～250米。

6.一种用于采用辅助光校准主动红外探测器的方法的辅助光校准器，其特征在于：包括红外模块、透镜、壳体、控制模块，所述壳体内部设置有红外模块，所述壳体前端与红外模块对应的位置设置有透镜，所述壳体后侧设置有固定卡口，所述红外模块还电连接有控制模块。

7.根据权利要求5所述的用于采用辅助光校准主动红外探测器的方法的辅助光校准器，其特征在于：透镜为直径25～60mm的凸透镜。

8.根据权利要求5所述的用于采用辅助光校准主动红外探测器的方法的辅助光校准器，其特征在于：所述壳体上设置有瞄准器。