CN109632262A - 一种立方棱镜的标定系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种立方棱镜的标定系统，包括：主镜连接板，设有第一立方棱镜及第二立方棱镜；第一立方棱镜，用于将激光束反射至光电传感器；第二立方棱镜，用于接收分光镜传输的激光束，并将激光束反射至光电传感器；光电传感器，根据第一立方棱镜及第二立方棱镜返回的光斑，计算第一立方棱镜对应的第一坐标值，以及对应的第二坐标值；控制组件，用于调整力学测试后第一立方棱镜反射至光点像面图光斑的位置，使力学测试前与力学测试后第一坐标值一致；光电传感器，用于计算第二立方棱镜对应的第三坐标值，第三坐标值为进行力学测试后的第二立方棱镜对应的坐标值；控制组件，还用于确定第二坐标值及第三坐标值之间的差值是否小于预设误差阈值。

Description

一种立方棱镜的标定系统

技术领域

本发明实施例涉及航空航天技术领域，特别是涉及一种立方棱镜组的标定系统。

背景技术

伴随着通信技术的发展，人造卫星的推广及应用也得到迅速发展，人造地球卫星也称人造卫星。目前，人造卫星是发展最快、用途最广的航天器。

在卫星发射前需要进行准直测量，以保证人造卫星发射时精确的射向，而准直测量则需要对立方棱镜组的稳定性进行力学测试，而在力学测试立方棱镜组的稳定性时，需使用价格昂贵的经纬仪，直接导致立方棱镜组的力学测试成本大大提高，因此，如何减少立方棱镜组的力学测试成本是目前亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种立方棱镜的标定方系统，主要目的在于解决立方棱镜组力学测试的成本昂贵的问题。

为了解决上述问题，本发明实施例主要提供如下技术方案：

本发明实施例提供了一种立方棱镜的标定系统，该系统包括：

主镜连接板，设有第一立方棱镜及第二立方棱镜，所述第一立方棱镜与第二立方棱镜之间存在夹角关系，所述第一立方棱镜及第二立方棱镜分别接收激光源发射的激光束；

所述第一立方棱镜，用于接收所述分光镜传输的所述激光束，并将所述激光束反射至光电传感器；

所述第二立方棱镜，用于接收所述分光镜传输的所述激光束，并将所述激光束反射至光电传感器；

所述光电传感器，用于根据所述第一立方棱镜及第二立方棱镜返回的光斑，计算第一立方棱镜对应的第一坐标值，以及对应的第二坐标值；其中，所述第一坐标值为未进行力学测试的第一立方棱镜对应的坐标值，所述第二坐标值为未进行力学测试的第二立方棱镜对应的坐标值；

控制组件，用于调整力学测试后所述第一立方棱镜反射至所述光点像面图光斑的位置，使力学测试前与力学测试后所述第一坐标值一致；

所述光电传感器，还用于计算第二立方棱镜对应的第三坐标值，所述第三坐标值为进行力学测试后的第二立方棱镜对应的坐标值；

所述控制组件，还用于确定所述第二坐标值及所述第三坐标值之间的差值是否小于预设误差阈值。

可选的，

所述第一立方棱镜及所述第二立方棱镜的光斑透射至所述光点像面图的中心。

可选的，所述系统还包括：

分光镜，用于将接收到的激光源发射的激光束分束后，分别发送至第一立方棱镜及第二立方棱镜；

所述光电传感器，还用于接收第一立方棱镜及第二立方棱镜发送的、经由所述分光镜传输的激光束。

可选的，还包括：

球面透镜，用于接收所述分光镜分别发送的激光束，并将所述激光束分别透射至第一立方棱镜及第二立方棱镜；

所述第一立方棱镜，还用于接收并反射激光束至所述球面透镜；

所述第二立方棱镜，还用于接收并反射激光束至所述球面透镜；

所述光电传感器，还用于接收第一立方棱镜及第二立方棱镜发送的、经由所述分光镜及所述球面透镜传输的激光束。

可选的，

所述光电传感器，还用于基于反射至光电像面图的光斑计算第一坐标值及第二坐标值。

借由上述技术方案，本发明实施例提供的技术方案至少具有下列优点：

本发明实施例提供的立方棱镜的标定系统，包括：主镜连接板，设有第一立方棱镜及第二立方棱镜，第一立方棱镜与第二立方棱镜之间存在夹角关系，第一立方棱镜及第二立方棱镜分别接收激光源发射的激光束；第一立方棱镜，用于接收分光镜传输的激光束，并将激光束反射至光电传感器；第二立方棱镜，用于接收分光镜传输的激光束，并将激光束反射至光电传感器；光电传感器，用于根据第一立方棱镜及第二立方棱镜返回的光斑，计算第一立方棱镜对应的第一坐标值，以及对应的第二坐标值；其中，第一坐标值为未进行力学测试的第一立方棱镜对应的坐标值，第二坐标值为未进行力学测试的第二立方棱镜对应的坐标值；控制组件，用于调整力学测试后第一立方棱镜反射至光点像面图光斑的位置，使力学测试前与力学测试后第一坐标值一致；光电传感器，还用于计算第二立方棱镜对应的第三坐标值，第三坐标值为进行力学测试后的第二立方棱镜对应的坐标值；控制组件，还用于确定第二坐标值及第三坐标值之间的差值是否小于预设误差阈值。与现有技术中通常采用的经纬仪进行力学测试相比，本发明在完成立方棱镜组力学测试的前提下，降低了完成力学测试的成本。

上述说明仅是本发明实施例技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明实施例的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明实施例的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明实施例的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明实施例的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了本发明实施例提供的一种立方棱镜的标定系统的示意图；

图2示出了本发明实施例提供的另一种立方棱镜的标定系统的示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

本发明实施例提供一种立方棱镜的标定系统，如图1所示，包括：

主镜连接板11，设有第一立方棱镜111及第二立方棱镜112，所述第一立方棱镜111与第二立方棱镜之间存在夹角关系，所述第一立方棱镜111及第二立方棱镜分别接收激光源发射的激光束；所述的第一立方棱镜111及第二立方棱镜112可以包含但不局限于立方立方棱镜，以确保第一立方棱镜111及第二立方棱镜112中的每个面都能将激光反射至光电传感器中形成光斑，本发明实施例所述的第一立方棱镜111及第二立方棱镜112之间的夹角关系可根据不同的应用场景进行配置，对具体的夹角大小不做限定。

所述第一立方棱镜111，用于接收所述分光镜传输的所述激光束，并将所述激光束反射至光电传感器；

所述第二立方棱镜112，用于接收所述分光镜传输的所述激光束，并将所述激光束反射至光电传感器；在本发明公开的实施例中，所述的第一立方棱镜111以及第二立方棱镜112，可以包含一个立方立方棱镜，也可以为多个立方立方棱镜组成的立方棱镜组，具体的，本发明公开的实施例对立方立方棱镜的个数不做限定。

所述光电传感器12，用于根据所述第一立方棱镜111及第二立方棱镜112返回的光斑，计算第一立方棱镜111对应的第一坐标值，以及对应的第二坐标值；其中，所述第一坐标值为未进行力学测试的第一立方棱镜111对应的坐标值，所述第二坐标值为未进行力学测试的第二立方棱镜112对应的坐标值；在本发明公开的实施例中光电传感器12可以选用CCD光电传感器，根据第一立方棱镜111与第二立方棱镜112反射到光点像面图中光斑的位置计算各自对应的坐标值，所述计算坐标值的方法可以包括但不局限于以下内容：在CCD光电传感器中设置坐标系，根据立方棱镜组反射的光斑在坐标系中的位置计算坐标值。

控制组件13，用于调整力学测试后所述第一立方棱镜111反射至所述光点像面图光斑的位置，使力学测试前与力学测试后所述第一坐标值一致；在实际应用中，本发明公开的实施例中所述的立方棱镜力学测试主要应用于导弹、卫星等的发射上，通过检测力学测试前后光机结构的稳定性，以保证其发射的精确射向，以更好地完成发射任务。

在本发明公开的实施例中，为检测力学测试前后光机结构的变化情况，需对第一立方棱镜111及第二立方棱镜112的相对位置的变化情况进行计算，所述调整力学测试后第一立方棱镜111反射至所述光电传感器12光斑的位置的目的在于，将第一立方棱镜111作为力学测试前后位置无变化的参照物。所述调整可以包括但不局限于以下内容：微调光机结构中光电传感器12的位置；控制第二立方棱镜112位置不变，调整安放第一立方棱镜111的基座。需要说明的是，调整力学测试后第一立方棱镜111反射至所述光点像面图光斑的位置时，第二立方棱镜112的位置是固定不动的，依然是经调整力学测试后的原始位置。

可选的，在确定参照物(第一立方棱镜111)时，只要确保一个立方棱镜固定即可，因此，作为本发明实施例的可选方式，也可调整力学测试后所述第二立方棱镜112反射至所述光点像面图光斑的位置，使力学测试前与力学测试后所述第二坐标值一致，具体本发明实施例不做限定。

所述光电传感器12，还用于计算第二立方棱镜112对应的第三坐标值，所述第三坐标值为进行力学测试后的第二立方棱镜112对应的坐标值；有关计算第三坐标值的方法与上述计算第一坐标值、第二坐标值相同，本发明实施例在此不再进行赘述。

所述控制组件13，还用于确定所述第二坐标值及所述第三坐标值之间的差值是否小于预设误差阈值。在本发明公开的实施例中，在进行力学测试之前，上述预设误差阈值为一经验值，确定第二立方棱镜112反射光斑的坐标值的差值是否小于预设误差阈值，以判断光机结构的稳定性是否满足要求，当第二坐标值及所述第三坐标值之间的差值小于预设误差阈值时，则判定光机结构的稳定性满足要求，当第二坐标值及所述第三坐标值之间的差值大于或者等于预设误差阈值时，则判定光机结构的稳定性不满足要求，需要进行调整。

本发明实施例提供的立方棱镜的标定系统，包括：主镜连接板11，设有第一立方棱镜111及第二立方棱镜112，第一立方棱镜111与第二立方棱镜112之间存在夹角关系，第一立方棱镜111及第二立方棱镜112分别接收激光源发射的激光束；第一立方棱镜111，用于接收分光镜传输的激光束，并将激光束反射至光电传感器12；第二立方棱镜112，用于接收分光镜传输的激光束，并将激光束反射至光电传感器12；光电传感器12，用于根据第一立方棱镜111及第二立方棱镜112返回的光斑，计算第一立方棱镜111对应的第一坐标值，以及对应的第二坐标值；其中，第一坐标值为未进行力学测试的第一立方棱镜111对应的坐标值，第二坐标值为未进行力学测试的第二立方棱镜112对应的坐标值；控制组件13，用于调整力学测试后第一立方棱镜111反射至光点像面图光斑的位置，使力学测试前与力学测试后第一坐标值一致；光电传感器12，还用于计算第二立方棱镜112对应的第三坐标值，第三坐标值为进行力学测试后的第二立方棱镜112对应的坐标值；控制组件13，还用于确定第二坐标值及第三坐标值之间的差值是否小于预设误差阈值。与现有技术中通常采用的经纬仪进行力学测试相比，本发明在完成立方棱镜组力学测试的前提下，降低了完成力学测试的成本。

本发明实施例的所述第一立方棱镜111及所述第二立方棱镜112的光斑透射至所述光点像面图的中心。所述主镜连接板11为可调节的基座，以便单独调整第一立方棱镜111与第二立方棱镜112的位置，需要说明的是，可以通过需微调光机结构，使第一立方棱镜111的光斑透射至所述光点像面图的中心，在确保第一立方棱镜111的位置不发生变化的前提下通过调整主镜连接板11的基座，使第二立方棱镜112的光斑透射至所述光点像面图的中心，避免发生在力学测试后，第一立方棱镜111与第二立方棱镜112的光斑反射至光点像面图以外的区域而无法计算其坐标值，减少力学测试误差。

本发明公开的实施例所述的设置第一立方棱镜111及第二立方棱镜112的光斑透射至所述光点像面图的中心，中心并非限定为光点像面图的正中心位置，可以存在一定的误差范围，示例性的，在中心位置半径为0.2毫米(mm)圆圈内，具体的不做限定，但是在做力学测试时，光斑距离正中心的位置越近，得到的测试结果精度越高。

为了确保激光源的能够准确发射至第一立方棱镜111及第二立方棱镜112，如图2所示，所述系统还包括：

分光镜14，用于将接收到的激光源发射的激光束分束后，分别发送至第一立方棱镜111及第二立方棱镜112；在本发明公开的实施例中，进行力学测试的激光由激光源发射，发射的激光束的波长可以为670纳米(nm)或者808nm，经激光源发射的激光束需要激光分束镜进行分束，分别透射至第一立方棱镜111及第二立方棱镜112。本发明实施例所述的激光源可以与光电传感器12一体，也可与光电传感器12相互独立，本发明实施例对此不进行限定。

所述光电传感器12，还用于接收第一立方棱镜111及第二立方棱镜112发送的、经由所述分光镜14传输的激光束。

进一步的，如图2所示，所述系统还包括：

球面透镜15，用于接收所述分光镜14分别发送的激光束，并将所述激光束分别透射至第一立方棱镜111及第二立方棱镜112；所述球面透镜15为2米透镜，用于对接收到的激光束进行汇聚后，将汇聚后的激光束传输至分别透射至第一立方棱镜111及第二立方棱镜112。

所述第一立方棱镜111，还用于接收并反射激光束至所述球面透镜15；

所述第二立方棱镜112，还用于接收并反射激光束至所述球面透镜15；

所述光电传感器12，还用于接收第一立方棱镜111及第二立方棱镜112发送的、经由所述球面透镜15传输的激光束。

所述光电传感器12，还用于基于反射至光电像面图的光斑计算第一坐标值及第二坐标值。所述光电像面图位于光电传感器12中，也可以与光电传感器有数据通信关系。

综上，通过分别设置第一立方棱镜111与第二立方棱镜112的位置，使其反射的光斑激透射至光点像面图的中心，光源发射的激光束后，需要经过激光分镜分束后，再经球面透镜15聚光后分别透射至第一立方棱镜111及第二立方棱镜112后完成反射，以确保力学测试的精度，以确保准直测量后期应用的准确度。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为系统。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域技术人员应明白，本申请的实施例可提供为系统或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (5)

1.一种立方棱镜的标定系统，其特征在于，包括：

主镜连接板，设有第一立方棱镜及第二立方棱镜，所述第一立方棱镜与第二立方棱镜之间存在夹角关系，所述第一立方棱镜及第二立方棱镜分别接收激光源发射的激光束；

所述第一立方棱镜，用于接收所述分光镜传输的所述激光束，并将所述激光束反射至光电传感器；

所述第二立方棱镜，用于接收所述分光镜传输的所述激光束，并将所述激光束反射至光电传感器；

所述光电传感器，用于根据所述第一立方棱镜及第二立方棱镜返回的光斑，计算第一立方棱镜对应的第一坐标值，以及对应的第二坐标值；其中，所述第一坐标值为未进行力学测试的第一立方棱镜对应的坐标值，所述第二坐标值为未进行力学测试的第二立方棱镜对应的坐标值；

控制组件，用于调整力学测试后所述第一立方棱镜反射至所述光点像面图光斑的位置，使力学测试前与力学测试后所述第一坐标值一致；

所述光电传感器，还用于计算第二立方棱镜对应的第三坐标值，所述第三坐标值为进行力学测试后的第二立方棱镜对应的坐标值；

所述控制组件，还用于确定所述第二坐标值及所述第三坐标值之间的差值是否小于预设误差阈值。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述第一立方棱镜及所述第二立方棱镜的光斑透射至所述光点像面图的中心。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

分光镜，用于将接收到的激光源发射的激光束分束后，分别发送至第一立方棱镜及第二立方棱镜；

所述光电传感器，还用于接收第一立方棱镜及第二立方棱镜发送的、经由所述分光镜传输的激光束。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，还包括：

球面透镜，用于接收所述分光镜分别发送的激光束，并将所述激光束分别透射至第一立方棱镜及第二立方棱镜；

所述第一立方棱镜，还用于接收并反射激光束至所述球面透镜；

所述第二立方棱镜，还用于接收并反射激光束至所述球面透镜；

所述光电传感器，还用于接收第一立方棱镜及第二立方棱镜发送的、经由所述分光镜及所述球面透镜传输的激光束。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的系统，其特征在于，

所述光电传感器，还用于基于反射至光电像面图的光斑计算第一坐标值及第二坐标值。