CN114264279A - 具有跟踪和可变束散角指向功能装置的检测方法及装置 - Google Patents
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Abstract
对具有跟踪和可变束散角指向功能装置的检测方法及装置，属于机械工程技术领域，为了解决现有方案无法解决大间距和多路大束散角信标光平行度装调精度的问题，该方法所用装置包括：被测单元经、纬仪单元和标定反射镜单元；被测单元包括：五路可调束散角发射组件和红外标定棱镜；经纬仪单元包括：经纬仪和经纬仪调整台，经纬仪主要将被测单元基准标定到标定反射镜单元上；标定反射镜单元包括：大口径反射镜和反射镜调整架；调束散角发射组件包括：透镜可调束散角透镜、分光镜、光纤、PSD探测器和直线电机；本发明解决了大束散角信标光平行度装调的问题；同时解决大跨距光轴标定的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种对具有跟踪和可变束散角指向功能装置的检测方法及装置，属于机械工程技术领域。
背景技术
红外跟踪和信标光指向功能装置为主机提供5路束散角1°且具有最远间距2米和平行度优于0.3°的信标光，装置主要完成机载条件下对主机的捕获和稳定跟瞄，对主机成功跟踪后，发射主动指向的信标光，为主机提供一组(5个)实时主动指向的信标光。
方案需满足全天条件下的跟踪，装置需具有红外跟踪功能和5路信标光指向功能，对5路信标光平行度有着严格要求，5路信标光束角为1°，现有方案多数对平行光或束散角较小光束光轴进行装调，缺少对大间距和多路大束散角光束平行度的装调方法。通过可变束散角光学镜头，切换平行光进行初始装调，装调完毕后切换成最终使用的1°束散角信标光，切换过程中误差，通过PSD检测出镜片移动角度误差，将误差带入光学设计软件中计算出光轴发生的变化，调整信标光出射角度，使5路信标光平行度满足指标要求。
发明内容
本发明为了解决现有方案无法解决大间距和多路大束散角信标光平行度装调精度的问题，提出一种对对具有跟踪和可变束散角指向功能装置的检测方法及装置。
本发明的技术方案是：
对具有可变束散角跟踪和指向功能装置的检测方法，其特征是，该方法包括以下步骤：
步骤一，将经纬仪单元放置到被测单元中，且位于红外标定棱镜正前方，调整经纬仪调整台和经纬仪检经纬仪出的光束经红外标定棱镜自准直回经纬仪靶面中心，将经纬仪转动90°对准标调整标定反射镜单元，通过反射镜调整架使经纬仪发出的光束经标定发射镜单元自准直回靶面中心，被测单元基准与标定反射镜单元的大口径反射镜面平行；
步骤二，将经纬仪单元移动到被测单元中一个可调束散角发射组件之前，经纬仪口径对准标定反射镜单元，调整经纬仪高度及角度，经纬仪发射出自准直光，光束通过标定反射镜单元射回到经纬仪靶面中心，经纬仪与标定反射镜单元垂直，将经纬仪转动90°，使经纬仪正对可调束散角发射组件，此时可调束散角发射组件发出平行光，调整二维转台角度使平行光打在经纬仪靶面中心，可调束散角发射组件平行光的光轴与经纬仪靶面中心重合，此时可调束散角发射组件光轴与被测单元基准平行；
步骤三，用步骤二的方法标定另外四个可调束散角发射组件，使五个可调束散角发射组件轴角度及相对位置与被测单元中的红外跟踪标定棱镜基准平行；
步骤四，电机动可调束散角透镜动，当可调束散角透镜运动到与透镜间距为L时，发射平行光，可调束散角透镜运动到与透镜距为L1时发射1°束散角信标光，由于两个位置可调束散角透镜倾斜存在误差，经背面反射光线在PSD探测器位置不同，分别得到五路切换时可调束散角透镜角度误差，将角度误差带入到光学设计软件中根据透镜折射原理仿真可以得出可调束散角透镜发射1°束散角光轴角度误差，将角度误差分别带入到五路可调束散角发射组件维转台中可以校准大束角光轴和平行光光轴之间误差提高装调精度，最终完成具有可变束散角跟踪和指向功能装置五路大束散角平行度的调整。
该方法所用装置包括：被测单元经、纬仪单元和标定反射镜单元；
所述被测单元包括：五路可调束散角发射组件和红外标定棱镜，可调束散角发射组件将发射出信标光在平行光和1°束散角信标光切换，以红外标定棱镜为基准，可调束散角发射组件发出平信光进行初始装调，装调完成后切换到1°大束散角信标光，通过计算得出光轴角度误差，再通过二维转台调整消除束散角切换带来的误差；
所述经纬仪单元包括：经纬仪和经纬仪调整台，经纬仪主要将被测单元基准标定到标定反射镜单元上，经纬仪调整台主要对经纬仪度进行调整；
所述标定反射镜单元包括：大口径反射镜和反射镜调整架，可以通过反射镜调整架调整大口径反射镜方位角和俯仰角；
所述可调束散角发射组件包括：透镜可调束散角透镜、分光镜、光纤、PSD探测器和直线电机，其中透镜和可调束散角透镜，通过光学软件设计得出在两个透镜间距为L时出射平行光，在间距为L1时出射束散角为1°的光束，可调束散角透镜的透镜背面通光口径外侧镀反射膜可反射部分信标发射的光束，光纤发出信标光经分光镜透射，可调束散角透镜背部反射，再经分光片镜反射到PSD探测器上，电机带动可调束散角透镜运动，当可调束散角透镜动到与透镜间距为L时，发射平行光，可调束散角透镜运动到与透镜间距为L1时发射1°束散角信标光，由于两个位置可调束散角透镜倾斜存在误差，经背面反射光线在PSD探测器置不同，得到其角度误差，将角度误差带入到光学设计软件中根据透镜折射原理仿真得出光轴角度误差，将角度误差带入到二维转台中可以校准大束角光轴和平行光光轴之间误差提高装调精度。
本发明的有益效果是：
本发明通过可变束散角光学镜头，切换平行光进行初始装调，装调完毕后切换成最终使用的1°束散角信标光，切换过程中误差，通过PSD检测出镜片移动角度误差，将误差带入光学设计软件中计算出光轴发生的变化，调整信标光出射角度，可高精度调整多路大束散角。本发明解决了大束散角信标光平行度装调的问题；同时解决大跨距光轴标定的问题。
附图说明
图1为本发明对具有跟踪和可变束散角指向功能装置的检测装置结构示意构图。；
图2为本发明所述被测单元示意图；
图3为本发明所述经纬仪单元示意图；
图4为本发明所述标定反射镜单元示意图；
图5(a)为本发明所述可调束散角发射组件切换到平信光位置示意图，图5(b)为可调束散角发射组件切换到1°束散角位置示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行进一步说明：
如图1所示，对具有跟踪和可变束散角指向功能装置的检测装置，该装置包括：被测单元1，经纬仪单元2，标定反射镜单元3。
如图2所示，被测单元1包括：5路可调束散角发射组件1-1和红外标定棱镜1-2，可调束散角发射组件1-1将发射出信标光在平行光和1°束散角信标光切换，以红外标定棱镜1-2作为基准，可调束散角发射组件1-1发出平信光进行初始装调，装调完成后切换到1°大束散角信标光，通过计算得出光轴角度误差，再通过二维转台调整消除束散角切换带来的误差。
如图3所示，经纬仪单元2包括：经纬仪2-1和经纬仪调整台2-2。经纬仪2-1主要将被测单元1基准标定到标定反射镜单元3上，经纬仪调整台2-2主要对经纬仪2-1高度进行调整。
如图4所示，标定反射镜单元3包括：大口径反射镜3-1和反射镜调整架3-2，可以通过反射镜调整架3-2调整大口径反射镜3-1方位角和俯仰角。
如图5所示，5路可调束散角发射组件1-1包括：透镜1-1-1，可调束散角透镜1-1-2，分光镜1-1-3，光纤1-1-4，PSD探测器1-1-5和直线电机1-1-6，可调束散角透镜1-1-2除了可改变光束束散角作用外其透镜背面通光口径外侧镀反射镜膜可反射部分信标发射的光束，光纤1-1-4发出信标光经分光镜透射，可调束散角透镜1-1-2背部反射，再经分光片镜1-1-3反射到PSD探测器1-1-5上，可调束散角透镜1-1-2被电机1-1-6带动，当可调束三角透镜运动到图5(a)位置发射平行光，当运动到5(b)位置是发射1°束散角信标光，由于两个位置可调束散角透镜1-1-2倾斜存在误差，经背面反射光线在PSD探测器1-1-5位置不同，经计算可以得出其角度误差，将角度误差带入到光学设计软件中可以得出光轴角度误差，将角度误差带入到二维转台中可以校准大束角光轴和平行光光轴之间误差提高装调精度。
对具有可变束散角跟踪和指向功能装置的检测方法，该方法为：将经纬仪单元2放置到被测单元1中红外标定棱镜1-2正前方，调整经纬仪调整台2-2和经纬仪检2-1使经纬仪2-1发出的光束经红外标定棱镜1-2自准直回经纬仪2-1靶面中心，转动经纬仪2-1 90°对准标调整标定反射镜单元3，通过反射镜调整架3-2使经纬仪2-1发出的光束经标定发射镜单元3自准直回靶面中心，被测单元1基准与标定反射镜单元3中的大口径反射镜3-1镜面平行；
将经纬仪单元2移动到被测单元1其中一个可调束散角发射组件1-1之前，经纬仪2-1口径对准标定反射镜单元3，调整经纬仪2-1高度及角度，经纬仪2-1发射出自准直光，光束通过标定反射镜单元3反射回到经纬仪2-1靶面中心，经纬仪2-1与标定反射镜单元3垂直，转动经纬仪2-1 90°使经纬仪2-1正对可调束散角发射组件1-1，此时可调束散角发射组件1-1发出平行光，调整二维转台角度使平行光打在经纬仪2-1靶面中心，可调束散角发射组件1-1平行光的光轴与经纬仪2-1靶面中心重合，此时可调束散角发射组件1-1光轴与被测单元1基准平行，
用此方法标定另外4个可调束散角发射组件1-1，5个可调束散角发射组件1-1光轴角度及相对位置与被测单元1红外跟踪标定棱镜1-3基准平行；此时可调束散角透镜1-1-2被电机1-1-6带动，当运动到5(b)位置是发射1°束散角信标光，由于两个位置可调束散角透镜1-1-2倾斜存在误差，经背面反射光线在PSD探测器1-1-5位置不同，分别计算5路切换时可调束散角透镜1-1-2角度误差，将角度误差带入到光学设计软件中可以得出可调束散角透镜1-1-2发射1°束散角光轴角度误差，将角度误差分别带入到5路可调束散角发射组件1-1二维转台中可以校准大束角光轴和平行光光轴之间误差提高装调精度，最终完成红具有可变束散角跟踪和指向功能装置5路大束散角平行度的调整。
Claims (2)
1.对具有可变束散角跟踪和指向功能装置的检测方法，其特征是，该方法包括以下步骤：
步骤一，将经纬仪单元(2)放置到被测单元(1)中，且位于红外标定棱镜(1-2)正前方，调整经纬仪调整台(2-2)和经纬仪检(2-1)使经纬仪(2-1)发出的光束经红外标定棱镜(1-2)自准直回经纬仪(2-1)靶面中心，将经纬仪(2-1)转动90°对准标调整标定反射镜单元(3)，通过反射镜调整架(3-2)使经纬仪(2-1)发出的光束经标定发射镜单元(3)自准直回靶面中心，被测单元(1)基准与标定反射镜单元(3)中的大口径反射镜(3-1)镜面平行；
步骤二，将经纬仪单元(2)移动到被测单元(1)其中一个可调束散角发射组件(1-1)之前，经纬仪(2-1)口径对准标定反射镜单元(3)，调整经纬仪(2-1)高度及角度，经纬仪(2-1)发射出自准直光，光束通过标定反射镜单元(3)反射回到经纬仪(2-1)靶面中心，经纬仪(2-1)与标定反射镜单元(3)垂直，将经纬仪(2-1)转动90°，使经纬仪(2-1)正对可调束散角发射组件(1-1)，此时可调束散角发射组件(1-1)发出平行光，调整二维转台角度使平行光打在经纬仪(2-1)靶面中心，可调束散角发射组件(1-1)平行光的光轴与经纬仪(2-1)靶面中心重合，此时可调束散角发射组件(1-1)光轴与被测单元(1)基准平行；
步骤三，用步骤二的方法标定另外四个可调束散角发射组件(1-1)，使五个可调束散角发射组件(1-1)光轴角度及相对位置与被测单元(1)中的红外跟踪标定棱镜(1-3)基准平行；
步骤四，电机(1-1-6)带动可调束散角透镜(1-1-2)运动，当可调束散角透镜(1-1-2)运动到与透镜(1-1-1)间距为L时，发射平行光，可调束散角透镜(1-1-2)运动到与透镜(1-1-1)间距为L1时发射1°束散角信标光，由于两个位置可调束散角透镜(1-1-2)倾斜存在误差，经背面反射光线在PSD探测器(1-1-5)位置不同，分别得到五路切换时可调束散角透镜(1-1-2)角度误差，将角度误差带入到光学设计软件中根据透镜折射原理仿真可以得出可调束散角透镜(1-1-2)发射1°束散角光轴角度误差，将角度误差分别带入到五路可调束散角发射组件(1-1)二维转台中可以校准大束角光轴和平行光光轴之间误差提高装调精度，最终完成具有可变束散角跟踪和指向功能装置五路大束散角平行度的调整。
2.根据权利要求1所述的对具有跟踪和可变束散角指向功能装置的检测方法，该方法所用装置包括：被测单元(1)、经纬仪单元(2)和标定反射镜单元(3)；
所述被测单元(1)包括：五路可调束散角发射组件(1-1)和红外标定棱镜(1-2)，可调束散角发射组件(1-1)将发射出信标光在平行光和1°束散角信标光切换，以红外标定棱镜(1-2)作为基准，可调束散角发射组件(1-1)发出平信光进行初始装调，装调完成后切换到1°大束散角信标光，通过计算得出光轴角度误差，再通过二维转台调整消除束散角切换带来的误差；
所述经纬仪单元(2)包括：经纬仪(2-1)和经纬仪调整台(2-2)，经纬仪(2-1)主要将被测单元(1)基准标定到标定反射镜单元(3)上，经纬仪调整台(2-2)主要对经纬仪(2-1)高度进行调整；
所述标定反射镜单元(3)包括：大口径反射镜(3-1)和反射镜调整架(3-2)，可以通过反射镜调整架(3-2)调整大口径反射镜(3-1)方位角和俯仰角；
所述可调束散角发射组件(1-1)包括：透镜(1-1-1)、可调束散角透镜(1-1-2)、分光镜(1-1-3)、光纤(1-1-4)、PSD探测器(1-1-5)和直线电机(1-1-6)，其中透镜(1-1-1)和可调束散角透镜(1-1-2)，通过光学软件设计得出在两个透镜间距为L时出射平行光，在间距为L1时出射束散角为1°的光束，可调束散角透镜(1-1-2)的透镜背面通光口径外侧镀反射膜可反射部分信标发射的光束，光纤(1-1-4)发出信标光经分光镜(1-1-3)透射，可调束散角透镜(1-1-2)背部反射，再经分光片镜(1-1-3)反射到PSD探测器(1-1-5)上，电机(1-1-6)带动可调束散角透镜(1-1-2)运动，当可调束散角透镜(1-1-2)运动到与透镜(1-1-1)间距为L时，发射平行光，可调束散角透镜(1-1-2)运动到与透镜(1-1-1)间距为L1时发射1°束散角信标光，由于两个位置可调束散角透镜(1-1-2)倾斜存在误差，经背面反射光线在PSD探测器(1-1-5)位置不同，得到其角度误差，将角度误差带入到光学设计软件中根据透镜折射原理仿真得出光轴角度误差，将角度误差带入到二维转台中可以校准大束角光轴和平行光光轴之间误差提高装调精度。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115508910A (zh) * | 2022-09-21 | 2022-12-23 | 长春理工大学 | 一种用于光学系统的像质检测装置、方法、设备以及介质 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20020186361A1 (en) * | 2001-06-07 | 2002-12-12 | Asahi Seimitsu Kabushiki Kaisha | Surveying machine automatically adjusting optical axis |
| US20060191148A1 (en) * | 2003-07-28 | 2006-08-31 | Leica Geosystems Ag | Method for checking or calibrating the angle-dependent alignment of a high-precision test-piece |
| WO2008018955A2 (en) * | 2006-06-27 | 2008-02-14 | Arete' Associates | Camera-style lidar setup |
| JP2014055860A (ja) * | 2012-09-13 | 2014-03-27 | Ricoh Co Ltd | 距離測定装置 |
| CN105510000A (zh) * | 2016-01-21 | 2016-04-20 | 北京理工大学 | 光学瞄准用标定检测方法 |
| CN106767679A (zh) * | 2017-02-27 | 2017-05-31 | 中国科学院光电研究院 | 一种光电自准直经纬仪 |
| US20210285766A1 (en) * | 2020-03-10 | 2021-09-16 | Trimble Jena Gmbh | Optical surveying instrument with movable mirror |
-
2021
- 2021-12-06 CN CN202111516083.6A patent/CN114264279B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20020186361A1 (en) * | 2001-06-07 | 2002-12-12 | Asahi Seimitsu Kabushiki Kaisha | Surveying machine automatically adjusting optical axis |
| US20060191148A1 (en) * | 2003-07-28 | 2006-08-31 | Leica Geosystems Ag | Method for checking or calibrating the angle-dependent alignment of a high-precision test-piece |
| WO2008018955A2 (en) * | 2006-06-27 | 2008-02-14 | Arete' Associates | Camera-style lidar setup |
| JP2014055860A (ja) * | 2012-09-13 | 2014-03-27 | Ricoh Co Ltd | 距離測定装置 |
| CN105510000A (zh) * | 2016-01-21 | 2016-04-20 | 北京理工大学 | 光学瞄准用标定检测方法 |
| CN106767679A (zh) * | 2017-02-27 | 2017-05-31 | 中国科学院光电研究院 | 一种光电自准直经纬仪 |
| US20210285766A1 (en) * | 2020-03-10 | 2021-09-16 | Trimble Jena Gmbh | Optical surveying instrument with movable mirror |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 赵馨: "多级复合环路光学锁相环技术研究", 《光学学报》, pages 1 - 3 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115508910A (zh) * | 2022-09-21 | 2022-12-23 | 长春理工大学 | 一种用于光学系统的像质检测装置、方法、设备以及介质 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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