CN111536907B - 激光/红外复合模拟器同轴度标定装置及其操作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种激光/红外复合模拟器同轴度标定装置及其操作方法，所述装置包括激光光轴检测模块、可见光/红外光转换模块和红外光成像模块；所述激光光轴检测模块用于检测所述激光/红外复合模拟器发出的激光信号的激光信号光轴并转换得到与所述激光信号光轴同轴的激光光轴；所述可见光/红外光转换模块用于形成与所述激光光轴同轴的红外光；所述红外光成像模块用于接收红外光和所述激光/红外复合模拟器发出的红外光信号并进行红外光成像以对所述激光/红外复合模拟器进行同轴度标定，解决了激光/红外复合模拟器同轴度标定问题。

Description

激光/红外复合模拟器同轴度标定装置及其操作方法
技术领域
本发明涉及激光/红外复合模拟器技术领域。更具体地，涉及一种激光/红外复合模拟器同轴度标定装置及其操作方法。
背景技术
激光/红外复合(紧缩场)模拟器能够同时产生激光信号和红外信号，激光信号和红外信号通过激光/红外紧缩场波束合成器复合后，成为共轴的激光/红外复合仿真目标，对能够具有激光辐射特性和红外辐射特性的真实目标进行模拟。
激光/红外复合紧缩场模拟器发出的激光信号和红外信号的同轴度是复合模拟器的重要指标，由于激光信号属于可见光波段，红外信号属于红外波段，不在人眼接收的波段范围内，因此激光/红外复合紧缩场模拟器同轴度标定存在技术困难。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种激光/红外复合紧缩场模拟器同轴度标定装置，解决了激光/红外复合模拟器同轴度标定问题。本发明的另一个目的在于提供一种激光/红外复合紧缩场模拟器同轴度标定装置的操作方法。
为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
本发明公开了一种激光/红外复合模拟器同轴度标定装置，包括激光光轴检测模块、可见光/红外光转换模块和红外光成像模块；
所述激光光轴检测模块用于检测所述激光/红外复合模拟器发出的激光信号的激光信号光轴并转换得到与所述激光信号光轴同轴的激光光轴；
所述可见光/红外光转换模块用于形成与所述激光光轴同轴的红外光；
所述红外光成像模块用于接收红外光和所述激光/红外复合模拟器发出的红外光信号并进行红外光成像以对所述激光/红外复合模拟器进行同轴度标定。
优选的，所述激光光轴检测模块包括出射激光的经纬仪，所述经纬仪能够以预设点为中心转动至少180°。
优选的，所述可见光/红外光转换模块包括激光接收器、光路折转反射镜和可见光/红外平行光管；
所述可见光/红外平行光管用于发出同轴的可见光和红外光；
所述光路折转反射镜用于将同轴的可见光和红外光反射形成反射光；
所述激光接收器，与所述激光光轴同轴设置，用于对光轴为所述激光光轴的激光和所述反射光进行可见光成像以调整所述可见光/红外平行光管的发光轴线使所述反射光与所述激光光轴重合以使所述可见光/红外平行光管形成与所述激光光轴同轴的红外光。
优选的，所述红外光成像模块包括红外热像仪。
优选的，所述激光光轴检测模块、所述激光接收器和所述红外光成像模块沿所述激光/红外复合模拟器的轴线依次设置，并能够沿垂直于所述激光/红外复合模拟器的轴线的方向移动。
优选的，所述可见光/红外平行光管与所述激光/红外复合模拟器的轴线垂直设置，所述光路折转反射镜与所述激光/红外复合模拟器的轴线形成的夹角为45°。
优选的，所述激光光轴检测模块、所述可见光/红外光转换模块和所述红外光成像模块设于测量定位调整台上。
本发明还公开了一种如上所述的激光/红外复合模拟器同轴度标定装置的操作方法，包括：
检测所述激光/红外复合模拟器发出激光信号的激光信号光轴并转换得到与所述激光信号光轴同轴的激光光轴；
形成与所述激光光轴同轴的红外光；
接收红外光和所述激光/红外复合模拟器发出的红外光信号并进行红外光成像以对所述激光/红外复合模拟器进行同轴度标定。
优选的，所述检测所述激光/红外复合模拟器发出激光信号的激光信号光轴并转换得到与所述激光信号光轴同轴的激光光轴具体包括：
使经纬仪出射激光并使经纬仪出射激光的一侧与激光/红外复合模拟器的发出激光信号的一侧相对；
调整激光/红外复合模拟器的位置和角度使激光/红外复合模拟器发出激光信号的激光信号光轴与经纬仪出射激光的光轴重合以检测得到所述激光/红外复合模拟器发出激光信号的激光信号光轴；
将光轴重合后的经纬仪以预设点为中心转动180°。
优选的，所述形成与所述激光光轴同轴的红外光具体包括：
调整激光接收器的位置，使激光接收器的光轴与所述激光光轴重合；
通过可见光/红外平行光管发出同轴的可见光和红外光；
通过光路折转反射镜将同轴的可见光和红外光反射形成反射光；
调整可见光/红外平行光管的位置和角度，使所述反射光的光轴与激光接收器的光轴重合以使所述可见光/红外平行光管形成与所述激光光轴同轴的红外光。
本发明通过检测激光/红外复合模拟器发出的激光信号的激光信号光轴，得到与所述激光信号光轴同轴的激光光轴。进一步形成与激光光轴同轴的红外光，则该红外光与激光/红外复合模拟器发出的激光信号同轴。通过对与激光信号同轴的红外光和激光/红外复合模拟器发出的红外光信号进行红外光成像可确定所述激光/红外复合模拟器发出的激光信号和红外光信号的共轴度，进行同轴度标定。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1示出了本发明一种激光/红外复合模拟器同轴度标定装置一个具体实施例的结构图之一；
图2示出了本发明一种激光/红外复合模拟器同轴度标定装置一个具体实施例的结构图之二；
图3示出了本发明一种激光/红外复合模拟器同轴度标定装置的操作方法一个具体实施例的流程图之一；
图4示出了本发明一种激光/红外复合模拟器同轴度标定装置的操作方法一个具体实施例的流程图之二；
图5示出了本发明一种激光/红外复合模拟器同轴度标定装置的操作方法一个具体实施例的流程图之三。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
激光/红外复合紧缩场模拟器发出的激光信号和红外信号的同轴度是复合模拟器的重要指标，激光信号和红外信号的同轴度为激光信号和红外信号的光轴的偏差。由于激光信号属于可见光波段，红外信号属于红外波段，红外信号不在人眼接收的波段范围内，因此激光/红外复合紧缩场模拟器同轴度标定存在技术困难。
为了解决以上问题，根据本发明的一个方面，本实施例公开了一种激光/红外复合模拟器7同轴度标定装置。如图1所示，本实施例中，所述同轴度标定装置包括激光光轴检测模块11、可见光/红外光转换模块12和红外光成像模块13。
所述激光光轴检测模块11用于检测所述激光/红外复合模拟器7发出的激光信号的激光信号光轴并转换得到与所述激光信号光轴同轴的激光光轴。
所述可见光/红外光转换模块12用于形成与所述激光光轴同轴的红外光。
所述红外光成像模块13用于接收红外光和所述激光/红外复合模拟器7发出的红外光信号并进行红外光成像以对所述激光/红外复合模拟器7进行同轴度标定。
本发明通过检测激光/红外复合模拟器7发出的激光信号的激光信号光轴，得到与所述激光信号光轴同轴的激光光轴。进一步形成与激光光轴同轴的红外光，则该红外光与激光/红外复合模拟器7发出的激光信号同轴。通过对与激光信号同轴的红外光和激光/红外复合模拟器7发出的红外光信号进行红外光成像可确定所述激光/红外复合模拟器7发出的激光信号和红外光信号的共轴度，进行同轴度标定。
在优选的实施方式中，如图2所示，所述激光光轴检测模块11包括出射激光的经纬仪3，所述经纬仪3能够以预设点为中心转动至少180°。
具体的，使经纬仪3出射激光并使经纬仪3出射激光的一侧与激光/红外复合模拟器7的发出激光信号的一侧相对。通过观察经纬仪3出射的激光和激光/红外复合模拟器7发出的激光，调整激光/红外复合模拟器7的位置和角度使激光/红外复合模拟器7发出激光信号的激光信号光轴与经纬仪3出射激光的光轴重合以检测得到所述激光/红外复合模拟器7发出激光信号的激光信号光轴。
将光轴重合后的经纬仪3以预设点为中心转动180°。其中，经纬仪3轴线与经纬仪3发出的激光的光轴重合，则经纬仪3以一个预设点为中心旋转180°，经纬仪3发出的激光的光轴发生平移而无转动，可用于同轴度判定。经纬仪3发出的激光的照射方向由朝向激光/红外复合模拟器7的方向变为背离激光/红外复合模拟器7的方向，用于标定激光/红外复合模拟器7发出的激光信号的激光信号光轴的位置。
在优选的实施方式中，如图2所示，所述可见光/红外光转换模块12包括激光接收器1、光路折转反射镜4和可见光/红外平行光管5。
所述可见光/红外平行光管5用于发出同轴的可见光和红外光。
所述光路折转反射镜4用于将同轴的可见光和红外光反射形成反射光。
所述激光接收器1与所述激光光轴同轴设置，用于对光轴为所述激光光轴的激光和所述反射光进行可见光成像以调整所述可见光/红外平行光管5的发光轴线使所述反射光与所述激光光轴重合以使所述可见光/红外平行光管5形成与所述激光光轴同轴的红外光。
具体的，经纬仪3形成激光后，可将光路折转反射镜4从轴线上移走，使激光直接传送至激光接收器1。根据激光接收器1接收的经纬仪3发射的激光方向，调整激光接收器1的位置使激光接收器1与该激光的激光光轴同轴设置。进一步的，通过光路折转反射镜4将可见光/红外平行光管5发出的同轴的可见光和红外光反射形成反射光，反射光中的可见光可被激光接收器1接收。根据激光接收器1接收的反射光中的可见光和经纬仪3发出的激光，可调整可见光/红外平行光管5的位置，从而调整其发出的同轴的可见光和红外光的光轴方向。当反射光和经纬仪3形成激光的光轴均与激光接收器1的光轴一致时，表示可见光/红外平行光管5发出的可见光和红外光的光轴与激光光轴共轴。则根据可见光/红外平行光管5发出的红外光和激光/红外复合模拟器7发出的红外光信号在红外光成像模块13的红外光成像可确定激光/红外复合模拟器7发出的激光信号的光轴和红外光信号的光轴的偏差，确定激光/红外复合模拟器7发出的激光信号的光轴和红外光信号的光轴的共轴度进行同轴度标定。
在优选的实施方式中，如图2所示，所述红外光成像模块13包括红外热像仪2。具体的，该红外热像仪2可对可见光/红外平行光管5发出的红外光反射形成的反射光和红外光信号进行红外成像。在其他实施方式中，也可以采用其他设备实现红外光成像，本发明对此并不作限定。
在优选的实施方式中，所述激光光轴检测模块11、所述激光接收器1和所述红外光成像模块13沿所述激光/红外复合模拟器7的轴线依次设置，并能够沿垂直于所述激光/红外复合模拟器7的轴线的方向移动，以使各模块的部件可进行位置和角度的调整。更优选的，所述激光光轴检测模块11、所述激光接收器1和所述红外光成像模块13沿与所述激光/红外复合模拟器7的距离由近到远的方向依次设置，以使各模块的部件位置满足信号传输。
例如，在一个具体例子中，激光光轴检测模块11包括经纬仪3，可见光/红外光转换模块12包括激光接收器1、光路折转反射镜4和可见光/红外平行光管5。所述红外光成像模块13包括红外热像仪2。经纬仪3、光路折转反射镜4、激光接收器1以及红外热像仪2沿与所述激光/红外复合模拟器7的距离由近到远的方向依次设置。
在优选的实施方式中，所述可见光/红外平行光管5与所述激光/红外复合模拟器7的轴线垂直设置，所述光路折转反射镜4与所述激光/红外复合模拟器7的轴线形成的夹角为45°。通过设置可见光/红外平行光管5和光路折转反射镜4的位置和角度使可见光/红外平行光管5发出的红外光和可见光经过光路折转反射镜4形成反射光后可被激光接收器1或红外光成像模块13接收到。
在优选的实施方式中，所述激光光轴检测模块11、可见光/红外光转换模块12和所述红外光成像模块13设于测量定位调整台6上。测量定位调整台6可提供所有这些组成部件的定位和调节位置角度的基准，使得这些不同电磁波段的接收器件能够实现轴线的传递，从而实现同轴度标定的功能。
在对激光/红外复合模拟器7进行同轴度标定时，经纬仪3、光路折转反射镜4、激光接收器1以及红外热像仪2沿与所述激光/红外复合模拟器7的距离由近到远的方向依次设置，依次安装在安装轴线上。安装轴线与所述激光/红外复合模拟器7的轴线重合。可见光/红外平行光管5与所述激光/红外复合模拟器7的轴线垂直设置并对应光路折转反射镜4设置。经纬仪3、光路折转反射镜4、可见光/红外平行光管5、激光接收器1以及红外热像仪2安装在测量定位调整台6上，并可沿垂直于安装轴线方向移动。并且经纬仪3能够以预设点为中心转动至少180°。
工作时，首先开启经纬仪3出射激光，调整激光/红外复合模拟器7的激光光路，使得激光/红外复合模拟器7的激光光路的光轴与经纬仪3出射的激光重合，则经纬仪3出射的激光即为激光/红外复合模拟器7的激光光路的光轴，把经纬仪3的位置固定好。其次，将经纬仪3转动180°，经纬仪3出射的激光能够被激光接收器1接收到，调整激光接收器1的位置和角度，使得激光接收器1的光轴与经纬仪3出射激光重合，将激光接收器1固定好，此时激光/红外复合模拟器7的激光光路的光轴与激光接收器1的光轴重合。然后把光路折转反射镜4移入轴线且镜面与轴线呈45°，开启可见光/红外平行光管5，使其发出的光，能够被激光接收器1接收到，调整可见光/红外平行光管5，使其光轴与激光接收器1的光轴重合，并固定好可见光/红外平行光管5。将激光接收器1移出轴线，可见光/红外平行光管5发出的共轴的可见光/红外光经过光路折转反射镜4后进入红外热像仪2，调整红外热像仪2的位置和角度，使其与可见光/红外平行光管5的光轴重合，此时可见光/红外平行光管5和激光接收器1的传递，激光/红外复合模拟器7的激光光路的光轴传递至红外热像仪2的光轴。调整激光/红外复合模拟器7的红外光路，使得激光/红外复合模拟器7的红外光路的光轴与红外热像仪2的光轴重合。则此时激光/红外复合模拟器7的红外光路与激光光路是同轴的。
基于相同原理，本发明还公开了一种如本实施例中所述的激光/红外复合模拟器7同轴度标定装置的操作方法。如图3所示，本实施例中，所述方法包括：
S100：检测所述激光/红外复合模拟器7发出激光信号的激光信号光轴并转换得到与所述激光信号光轴同轴的激光光轴。
S200：形成与所述激光光轴同轴的红外光。
S300：接收红外光和所述激光/红外复合模拟器7发出的红外光信号并进行红外光成像以对所述激光/红外复合模拟器7进行同轴度标定。
在优选的实施方式中，如图4所示，所述S100具体可包括：
S110：使经纬仪3出射激光并使经纬仪3出射激光的一侧与激光/红外复合模拟器7的发出激光信号的一侧相对。
S120：调整激光/红外复合模拟器7的位置和角度使激光/红外复合模拟器7发出激光信号的激光信号光轴与经纬仪3出射激光的光轴重合以检测得到所述激光/红外复合模拟器7发出激光信号的激光信号光轴。
S130：将光轴重合后的经纬仪3以预设点为中心转动180°。
在优选的实施方式中，如图5所示，所述S200具体可包括：
S210：调整激光接收器1的位置，使激光接收器1的光轴与所述激光光轴重合。
S220：通过可见光/红外平行光管5发出同轴的可见光和红外光。
S230：通过光路折转反射镜4将同轴的可见光和红外光反射形成反射光。
S240：调整可见光/红外平行光管5的位置和角度，使所述反射光的光轴与激光接收器1的光轴重合以使所述可见光/红外平行光管5形成与所述激光光轴同轴的红外光。
由于该方法解决问题的原理与以上装置类似，因此本方法的实施可以参见装置的实施，在此不再赘述。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述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 (10)

1.一种激光/红外复合模拟器同轴度标定装置，其特征在于，包括激光光轴检测模块、可见光/红外光转换模块和红外光成像模块；
所述激光光轴检测模块用于检测所述激光/红外复合模拟器发出的激光信号的激光信号光轴并转换得到与所述激光信号光轴同轴的激光光轴；
所述可见光/红外光转换模块用于形成与所述激光光轴同轴的红外光；
所述红外光成像模块用于接收与所述激光光轴同轴的红外光和所述激光/红外复合模拟器发出的红外光信号并进行红外光成像以对所述激光/红外复合模拟器进行同轴度标定。
2.根据权利要求1所述的一种激光/红外复合模拟器同轴度标定装置，其特征在于，所述激光光轴检测模块包括出射激光的经纬仪，所述经纬仪能够以预设点为中心转动至少180°。
3.根据权利要求1所述的一种激光/红外复合模拟器同轴度标定装置，其特征在于，所述可见光/红外光转换模块包括激光接收器、光路折转反射镜和可见光/红外平行光管；
所述可见光/红外平行光管用于发出同轴的可见光和红外光；
所述光路折转反射镜用于将同轴的可见光和红外光反射形成反射光；
所述激光接收器，与所述激光光轴同轴设置，用于对光轴为所述激光光轴的激光和所述反射光进行可见光成像以调整所述可见光/红外平行光管的发光轴线使所述反射光与所述激光光轴重合以使所述可见光/红外平行光管形成与所述激光光轴同轴的红外光。
4.根据权利要求1所述的一种激光/红外复合模拟器同轴度标定装置，其特征在于，所述红外光成像模块包括红外热像仪。
5.根据权利要求3所述的一种激光/红外复合模拟器同轴度标定装置，其特征在于，所述激光光轴检测模块、所述激光接收器和所述红外光成像模块沿所述激光/红外复合模拟器的轴线依次设置，并能够沿垂直于所述激光/红外复合模拟器的轴线的方向移动。
6.根据权利要求5所述的一种激光/红外复合模拟器同轴度标定装置，其特征在于，所述可见光/红外平行光管与所述激光/红外复合模拟器的轴线垂直设置，所述光路折转反射镜与所述激光/红外复合模拟器的轴线形成的夹角为45°。
7.根据权利要求1所述的一种激光/红外复合模拟器同轴度标定装置，其特征在于，所述激光光轴检测模块、所述可见光/红外光转换模块和所述红外光成像模块设于测量定位调整台上。
8.一种如权利要求1-7任一项所述的激光/红外复合模拟器同轴度标定装置的操作方法，其特征在于，包括：
检测所述激光/红外复合模拟器发出激光信号的激光信号光轴并转换得到与所述激光信号光轴同轴的激光光轴；
形成与所述激光光轴同轴的红外光；
接收与所述激光光轴同轴的红外光和所述激光/红外复合模拟器发出的红外光信号并进行红外光成像以对所述激光/红外复合模拟器进行同轴度标定。
9.根据权利要求8所述的同轴度标定装置的操作方法，其特征在于，所述检测所述激光/红外复合模拟器发出激光信号的激光信号光轴并转换得到与所述激光信号光轴同轴的激光光轴具体包括：
使经纬仪出射激光并使经纬仪出射激光的一侧与激光/红外复合模拟器的发出激光信号的一侧相对；
调整激光/红外复合模拟器的位置和角度使激光/红外复合模拟器发出激光信号的激光信号光轴与经纬仪出射激光的光轴重合以检测得到所述激光/红外复合模拟器发出激光信号的激光信号光轴；
将光轴重合后的经纬仪以预设点为中心转动180°。
10.根据权利要求9所述的同轴度标定装置的操作方法，其特征在于，所述形成与所述激光光轴同轴的红外光具体包括：
调整激光接收器的位置，使激光接收器的光轴与所述激光光轴重合；
通过可见光/红外平行光管发出同轴的可见光和红外光；
通过光路折转反射镜将同轴的可见光和红外光反射形成反射光；
调整可见光/红外平行光管的位置和角度，使所述反射光的光轴与激光接收器的光轴重合以使所述可见光/红外平行光管形成与所述激光光轴同轴的红外光。
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