CN110986903A - 用于外场观测和校准的红外及可见光十字靶 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于外场观测和校准的红外及可见光十字靶，包括靶盒、可见光光源、红外辐射光源、十字光源旋转装置、定位光源以及电源，其中十字光源旋转装置设置于靶盒一侧中心的十字窗口内，用于实现可见光与红外光的切换，切换为某一种光源时，设置于十字光源旋转装置上的该光源电极与设置于十字窗口内侧的电源电极相接触，该种光源接通的同时另一种光源断开，节省了能源消耗，有利于户外续航；定位光源设置于靶盒的另一侧，并通过该侧上设置的通光窗口照射在探测阵列靶上形成定位光斑，以确定十字靶中心与探测阵列靶中心的相对位置。本发明整体结构简单，使用方便，占用空间小，与探测阵列靶面配合性好，提高了测量的便捷性和准确性。

Description

用于外场观测和校准的红外及可见光十字靶

技术领域

本发明属于激光检测领域，特别涉及一种用于外场观测和校准的红外及可见光十字靶。

背景技术

现有的外场激光光斑测试方法，在远处架设密集的探测器阵列靶接收并采集激光光斑，探测器靶面与激光源距离较远，探测前需要使光轴初步校准，一般情况下，通过激光发射器配置的可视或红外观瞄装置的十字线进行中心定位。然而，一般可视观瞄视场角非常小，在光线过强的中午或光线过暗的傍晚/夜晚，可视观瞄装置视场画面分辨率不足以确定靶板位置，红外观瞄装置也需要足够的温差，因此一般采用可见光或红外十字线确定光轴中心。2016年8月，长春理工大学学报发表了一篇《基于激光点阵列探测的多光轴平行性外场测试方法》，其中提到红外、可见光十字线供远距离观瞄，但是其观瞄靶与激光传感器靶在同一靶面，十字线小靶块上无激光传感器，且占用大量靶面中心，使重要位置有明显数据缺失，传感器密度不足，且红外十字线需加热处理，使靶面温度变化大且不均匀，对精准的传感器和电路线性度有很大影响，必然影响测量精准度，也未对十字线结构组成做具体说明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种独立于探测阵列测量靶，且具有结构简单、使用方便、节省能源消耗、提高测量的便捷性和准确性等优点的远距离观测靶装置，用于光轴平行度检测的外场远距离观瞄。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种用于外场观测和校准的红外及可见光十字靶，包括靶盒、可见光光源、红外辐射光源、十字光源旋转装置、定位光源、电源；

所述靶盒与探测阵列测量靶平行同轴设置，包括第一靶盒盖、第二靶盒盖，其中第一靶盒盖面向激光源，第二靶盒盖面向探测阵列测量靶，第一靶盒盖中心开设十字窗口，十字窗口内嵌有十字光源旋转装置，所述十字光源旋转装置的两侧分别设有与十字光源旋转装置活动连接的可见光光源、红外辐射光源，所述十字光源旋转装置可在十字窗口内旋转实现可见光光源面向激光源与红外辐射光源面向激光源的切换；所述十字窗口内壁设有与电源相连的电源电极，十字光源旋转装置侧面设有光源旋转装置电极，所述光源旋转装置电极包括可见光光源电极、红外辐射光源电极，十字光源旋转装置切换为可见光光源面向激光源时可见光光源电极与所述电源电极相接触，可见光光源接通同时红外辐射光源断开；十字光源旋转装置切换为红外辐射光源面向激光源时红外辐射光源电极与所述电源电极相接触，红外辐射光源接通同时可见光光源断开；所述第二靶盒盖上设有通光窗口，第二靶盒盖内侧设有定位光源，所述定位光源通过通光窗口照射在探测阵列测量靶上形成定位光斑，通过该定位光斑在探测阵列测量靶上的位置确定十字靶中心与探测阵列测量靶中心的相对位置。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：1)相比于现有的观测装置，将观测十字线与从探测阵列靶分离，降低了探测靶的设计要求，使得测量靶的靶面传感器分布可以更加完善，也避免了尤其是红外十字线产生的高热量对探测阵列靶传感器和采集电路线性度的影响，有利于提高测量精度，进而也避免了等待探测阵列靶冷却的时间，提高了测量效率；2)观瞄结束即可将本装置移开，不影响光斑探测；3)红外与可见光结合使用，切换方便，且切换后另一光源不通电，节省了能源消耗，有利于户外续航；4)整体结构简单，使用方便，占用空间小，与传感器探测阵列靶面配合性好，提高了测量的便捷性、准确性。

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

附图说明

图1为一个实施例中用于外场观测和校准的红外及可见光十字靶的外观示意图。

图2为一个实施例中第一靶盒盖开窗示意图。

图3为一个实施例中用于外场观测和校准的红外及可见光十字靶的侧示图。

图4为一个实施例中十字光源旋转装置上电极和红外辐射光源、可见光光源位置示意图。

图5为一个实施例中十字光源旋转装置示意图。

图6为一个实施例中十字光源旋转装置轴间传动示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在一个实施例中，结合图1至图4，本发明提供了一种用于外场观测和校准的红外及可见光十字靶，包括靶盒3、可见光光源10、红外辐射光源11、十字光源旋转装置1、定位光源18以及电源19；

靶盒3与探测阵列测量靶平行同轴设置，包括第一靶盒盖20、第二靶盒盖21，其中第一靶盒盖20面向激光源，第二靶盒盖21面向探测阵列测量靶，第一靶盒盖20中心开设十字窗口12，十字窗口12内嵌有十字光源旋转装置1，十字光源旋转装置1的两侧分别设有与十字光源旋转装置1活动连接的可见光光源10、红外辐射光源11，十字光源旋转装置1可在十字窗口12内旋转实现可见光光源10面向激光源与红外辐射光源11面向激光源的切换；十字窗口12内壁设有与电源19相连的电源电极13(电源19通过电源开关4控制通断)，十字光源旋转装置1侧面设有光源旋转装置电极9，光源旋转装置电极9包括可见光光源电极、红外辐射光源电极，十字光源旋转装置1切换为可见光光源10面向激光源时可见光光源电极与电源电极13相接触，可见光光源10接通同时红外辐射光源11断开；十字光源旋转装置1切换为红外辐射光源11面向激光源时红外辐射光源电极与电源电极13相接触，红外辐射光源11接通同时可见光光源10断开；第二靶盒盖21上设有通光窗口17，第二靶盒盖21内侧设有定位光源18，定位光源18通过通光窗口17照射在探测阵列测量靶上形成定位光斑，通过该定位光斑在探测阵列测量靶上的位置确定十字靶中心与探测阵列测量靶中心的相对位置。

上述用于外场观测和校准的红外及可见光十字靶，相比于现有的观测装置，将观测十字线与从探测阵列靶分离，降低了探测靶的设计要求，使得测量靶的靶面传感器分布可以更加完善，也避免了尤其是红外十字线产生的高热量对探测阵列靶传感器和采集电路线性度的影响，有利于提高测量精度，进而也避免了等待探测阵列靶冷却的时间，提高了测量效率，且观瞄结束即可将本装置移开，不影响光斑探测。此外，红外与可见光结合使用，切换方便，且切换后另一光源不通电，节省了能源消耗，有利于户外续航。整体装置结构简单，使用方便，占用空间小，与传感器探测阵列靶面配合性好，提高了测量的便捷性、准确性。

进一步地，在其中一个实施例中，结合图5，上述十字光源旋转装置1包括形成十字形的四个旋转臂、位于十字形中心的能实现带动四个旋转臂同步旋转的传动装置8以及光源切换装置，调节光源切换装置带动传动装置8运动，进而带动四个旋转臂同步旋转。

采用本实施例的方案，无需拆卸整个装置，即可实现十字光源旋转装置的实时旋转，进而实现可见光光源和红外光光源的快速切换。

进一步地，在其中一个实施例中，上述传动装置8的上方罩有密封盒2。

采用本实施例的方案，能够将传动装置与外界环境隔绝，延长了传动装置的使用寿命。

进一步地，在其中一个实施例中，结合图5、图6，上述光源切换装置包括与某一个旋转臂固连的连接杆7以及设置于连接杆7末端的旋转手柄6；旋转上述旋转手柄6带动与旋转杆7相连的旋转臂旋转，该旋转臂通过传动装置8带动其他旋转臂同步运动。

采用本实施例的方案，结构简单易实现，使用方便，占用空间小，降低了整个装置的复杂度，提高了装置测量的便捷性。

进一步地，在其中一个实施例中，本发明十字靶还可以包括亮度调节装置5，用于调节所述可见光光源10或红外辐射光源11的亮度。

采用本实施例的方案，通过自由调节光源亮度以适应外界环境光亮的变化，提高了观瞄装置视场画面的分辨率，进而提高测量的准确性。

进一步示例性地，在其中一个实施例中，上述亮度调节装置5采用滑动电阻旋钮。

进一步地，在其中一个实施例中，上述第一靶盒盖20的外侧表面设有第一隔热层14，且该第一隔热层14上设有与所述十字窗口12重合的十字窗口；所述第二靶盒盖21的内侧表面设有第二隔热层15，且该第二隔热层15上设有与所述通光窗口17重合的窗口。

采用本实施例的方案，第一靶盒盖上的隔热层可以增大靶盒表面和十字线的温差，使十字线红外辐射与靶盒表面对比度增大，提高边缘的清晰度；第二靶盒盖上的隔热层可以减少靶盒对探测阵列测量靶的热辐射，降低对探测阵列测量靶的损害，延长其使用寿命。

进一步地，在其中一个实施例中，上述通光窗口17为一个独立的通光口，或为由多个通光口形成的中心对称阵列。

这里，中心对称阵列可以为圆形阵列，可以为矩形阵列，也可以为列队形阵列如刻度尺型排形通光口。

采用本实施例中的中心对称阵列，可以降低后续获取探测阵列测量靶上定位光斑中心位置的难度。

进一步地，在其中一个实施例中，上述通光口为规则形状，易于获取经该通光口成像后光斑的中心。

进一步示例性优选地，在其中一个实施例中，上述通光口采用孔或狭缝。

这里，孔可以为圆孔，可以为矩形孔；狭缝可以为十字形狭缝。

进一步地，在其中一个实施例中，上述可见光光源10、红外辐射光源11采用贴片方式安装于十字光源旋转装置1上。

采用本实施例的方案，光源安装方便，且易于更换，同时占用空间小，不仅不会影响十字光源旋转装置的旋转，也不会因为光源体积过大而需要增大十字窗口的尺寸，减小了整个装置的体积，更小型化。

进一步示例性地，在其中一个实施例中，上述可见光光源10采用LED面光源，上述红外辐射光源11采用发热电阻丝和金属片。

进一步地，在其中一个实施例中，上述电源19采用蓄电池。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种用于外场观测和校准的红外及可见光十字靶，其特征在于，包括靶盒(3)、可见光光源(10)、红外辐射光源(11)、十字光源旋转装置(1)、定位光源(18)以及电源(19)；

所述靶盒(3)与探测阵列测量靶平行同轴设置，包括第一靶盒盖(20)、第二靶盒盖(21)，其中第一靶盒盖(20)面向激光源，第二靶盒盖(21)面向探测阵列测量靶，第一靶盒盖(20)中心开设十字窗口(12)，十字窗口(12)内嵌有十字光源旋转装置(1)，所述十字光源旋转装置(1)的两侧分别设有与十字光源旋转装置(1)活动连接的可见光光源(10)、红外辐射光源(11)，所述十字光源旋转装置(1)可在十字窗口(12)内旋转实现可见光光源(10)面向激光源与红外辐射光源(11)面向激光源的切换；所述十字窗口(12)内壁设有与电源(19)相连的电源电极(13)，十字光源旋转装置(1)侧面设有光源旋转装置电极(9)，所述光源旋转装置电极(9)包括可见光光源电极、红外辐射光源电极，十字光源旋转装置(1)切换为可见光光源(10)面向激光源时可见光光源电极与所述电源电极(13)相接触，可见光光源(10)接通同时红外辐射光源(11)断开；十字光源旋转装置(1)切换为红外辐射光源(11)面向激光源时红外辐射光源电极与所述电源电极(13)相接触，红外辐射光源(11)接通同时可见光光源(10)断开；所述第二靶盒盖(21)上设有通光窗口(17)，第二靶盒盖(21)内侧设有定位光源(18)，所述定位光源(18)通过通光窗口(17)照射在探测阵列测量靶上形成定位光斑，通过该定位光斑在探测阵列测量靶上的位置确定十字靶中心与探测阵列测量靶中心的相对位置。

2.根据权利要求1所述的用于外场观测和校准的红外及可见光十字靶，其特征在于，所述十字光源旋转装置(1)包括形成十字形的四个旋转臂、位于所述十字形中心的能实现带动四个旋转臂同步旋转的传动装置(8)以及光源切换装置，调节光源切换装置带动传动装置(8)运动，进而带动四个旋转臂同步旋转。

3.根据权利要求2所述的用于外场观测和校准的红外及可见光十字靶，其特征在于，所述光源切换装置包括与某一个所述旋转臂固连的连接杆(7)以及设置于连接杆(7)末端的旋转手柄(6)；旋转所述旋转手柄(6)带动与旋转杆(7)相连的旋转臂旋转，该旋转臂通过所述传动装置(8)带动其他旋转臂同步运动。

4.根据权利要求1所述的用于外场观测和校准的红外及可见光十字靶，其特征在于，所述十字靶还包括亮度调节装置(5)，用于调节所述可见光光源(10)或红外辐射光源(11)的亮度。

5.根据权利要求1所述的用于外场观测和校准的红外及可见光十字靶，其特征在于，所述第一靶盒盖(20)的外侧表面设有第一隔热层(14)，且该第一隔热层(14)上设有与所述十字窗口(12)重合的十字窗口；所述第二靶盒盖(21)的内侧表面设有第二隔热层(15)，且该第二隔热层(15)上设有与所述通光窗口(17)重合的窗口。

6.根据权利要求1所述的用于外场观测和校准的红外及可见光十字靶，其特征在于，所述通光窗口(17)为一个独立的通光口，或为由多个通光口形成的中心对称阵列。

7.根据权利要求6所述的用于外场观测和校准的红外及可见光十字靶，其特征在于，所述通光口采用孔或狭缝。

8.根据权利要求1所述的用于外场观测和校准的红外及可见光十字靶，其特征在于，所述可见光光源(10)、红外辐射光源(11)采用贴片方式安装于十字光源旋转装置(1)上。

9.根据权利要求1或8所述的用于外场观测和校准的红外及可见光十字靶，其特征在于，所述可见光光源(10)采用LED面光源，所述红外辐射光源(11)采用发热电阻丝和金属片。

10.根据权利要求1所述的用于外场观测和校准的红外及可见光十字靶，其特征在于，所述电源(19)采用蓄电池。

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