CN116147685A - 一种光电转塔内校方法、设备及装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种光电转塔内校方法、设备及装置，方法包括：控制第i光信号从入射光口进入反射式光学准直光路，经第一靶标后获得第i光路；不同方向的入射光从入射光口进入反射式光学准直光路后，在出射光口获得的出射光均与反射式光学准直光路的光轴平行；控制第i传感器在出射光口接收第i光路中的光信号，并在视频显示器的显示画面中显示第i光路中的光信号；显示画面中包括描述第i传感器光轴中心的第i电十字；第i传感器为光电转塔多个第一类传感器中的一个；根据显示画面中第一模拟靶标和第i电十字的位置关系，校准第i传感器的光轴；第一模拟靶标为第i光路中的光信号成像后获得的第一靶标的投影。

Description

一种光电转塔内校方法、设备及装置

技术领域

本申请涉及光电转塔地面保障领域，具体涉及一种光电转塔内校方法、设备及装置。

背景技术

光电转塔是一种广泛应用于无人机、固定翼飞机和旋翼机等载机平台的高精度光电探测设备，集成了红外热像仪、可见光的电荷耦合元件（Charge-coupled Device，CCD）电视传感器和激光测距器，光电转塔控制电路将目标图像信息传送到载机航电系统，目标图像信息在载机航电系统的显控台实时显示，显控台发出的控制指令经光电转塔通讯端口至光电转塔控制电路，控制光电转塔进行探测、识别、搜索、瞄准、激光测距等各种运动。

对于集成了多种传感器的光电转塔，装机前需要对传感器的光轴进行校准，保证光电转塔正常工作时传感器光轴的平行性，以免影响测量精度。

发明内容

本申请实施例提供了一种光电转塔内校方法、设备及装置，能够提高光电转塔中传感器的测量精度。

有鉴于此，本申请第一方面提供了一种光电转塔内校方法，所述方法包括：

控制第i光信号从入射光口进入反射式光学准直光路，经第一靶标后获得第i光路；其中，不同方向入射光从所述入射光口进入所述反射式光学准直光路后，在出射光口获得的出射光均与所述反射式光学准直光路的光轴平行；

控制第i传感器在出射光口接收所述第i光路中的光信号，并在视频显示器的显示画面中显示所述第i光路中的光信号；其中，所述显示画面中包括用于描述所述第i传感器光轴中心的第i电十字；所述第i传感器为光电转塔中多个第一类传感器中的一个，i为大于等于1的整数；

根据所述显示画面中第一模拟靶标和所述第i电十字的位置关系，校准所述第i传感器的光轴；所述第一模拟靶标为所述第i光路中的光信号成像后获得的所述第一靶标的投影。

优选地，所述根据所述显示画面中第一模拟靶标和所述第i电十字的位置关系，校准所述第i传感器的光轴，包括：

根据所述显示画面中第一模拟靶标和所述第i电十字的位置关系，调整所述第i传感器的光轴，使所述第i电十字的中心与所述第一模拟靶标的中心在所述显示画面中重合。

优选地，所述第i光信号包括红外信号，所述第i传感器包括红外热像仪。

优选地，所述第i光信号包括可见光信号，所述第i传感器包括可见光传感器。

优选地，所述方法进一步包括：

控制第j光信号进入所述反射式光学准直光路，经第二靶标后获得第j光路；

控制第j传感器在出射光口接收所述第j光路中的光信号，并在视频显示器的显示画面中显示所述第j光路中的光信号；其中，所述显示画面中包括用于描述所述第j传感器光轴中心的第j电十字；所述第j传感器为所述光电转塔中多个第二类传感器中的一个，j为大于等于1的整数；

根据所述显示画面中的第二模拟靶标和所述第j电十字的位置关系，校准所述第j传感器的光轴；所述第二模拟靶标为所述第j光路中的光信号成像后获得的所述第二靶标的投影。

优选地，所述第j光信号包括红外信号，所述第j传感器包括红外热像仪。

优选地，所述第j光信号包括：激光信号，所述第二靶标包括：激光感应靶，所述第j传感器包括：可见光传感器；

所述控制第j光信号进入所述反射式光学准直光路，经第二靶标后获得第j光路，包括：

控制所述激光信号从所述出射光口进入所述反射式光学准直光路，经激光感应靶后，所述激光信号被反射回所述反射式光学准直光路中，获得第j光路；其中，所述激光信号是由所述光电转塔中的激光测距器发射的，所述激光信号在所述激光感应靶处的成像为感应光斑。

优选地，所述根据所述显示画面中的第二模拟靶标和所述第j电十字的位置关系，校准所述第j传感器的光轴，包括：

通过可见光传感器在出射光口接收所述第j光路中的所述激光信号，并将所述第j光路中的激光模拟靶标通过视频显示器进行显示；其中，所述视频显示器的显示画面中包括用于描述所述可见光传感器光轴中心的可见光电十字；

调整所述激光测距器的光轴，使所述激光模拟靶标的中心与所述可见光电十字重合，且所述感应光斑的中心与所述激光感应靶的中心重合。

优选地，所述方法进一步包括：

在所述第i传感器的光轴完成校准后，采集所述第i光路中的所述可见光信号，获得所述可见光信号对应的第一波形；

采集所述第j光路中的所述第j光信号，获得所述第j光信号对应的第二波形；

将所述第一波形和所述第二波形通过光示波器进行显示，调整所述第j传感器的光轴，使所述第二波形的相位与所述第一波形的相位相同。

本申请第二方面提供了一种光电转塔内校设备，所述设备包括：控制系统、靶标模拟系统；

所述控制系统通过第一通信接口与光电转塔连接，通过第二通信接口与所述靶标模拟系统连接；所述光电转塔包括第i传感器，所述第i传感器为所述光电转塔中多个第一类传感器中的一个，i为大于等于1的整数；

所述靶标模拟系统，用于提供反射式光学准直光路、第一靶标和第i光信号；其中，不同方向入射光从入射光口进入所述反射式光学准直光路后，在出射光口获得的出射光均与所述反射式光学准直光路的光轴平行；

所述控制系统，用于控制所述第i光信号从所述入射光口进入所述反射式光学准直光路，经所述第一靶标后获得第i光路，以及控制所述第i传感器在所述出射光口接收所述第i光路中的光信号；

所述控制系统包括视频显示器，所述视频显示器用于在显示画面中显示所述第i光路中的光信号，以及显示用于描述所述第i传感器光轴中心的第i电十字；

所述控制系统，还用于根据所述显示画面中第一模拟靶标和所述第i电十字的位置关系，校准所述第i传感器的光轴；所述第一模拟靶标为所述第i光路中的光信号成像后获得的所述第一靶标的投影。

本申请第三方面提供了一种光电转塔内校装置，所述装置包括：控制单元，校准单元；

所述控制单元，用于：控制第i光信号从入射光口进入反射式光学准直光路，经第一靶标后获得第i光路；其中，不同方向入射光从所述入射光口进入所述反射式光学准直光路后，在出射光口获得的出射光均与所述反射式光学准直光路的光轴平行；

所述控制单元还用于：控制第i传感器在出射光口接收所述第i光路中的光信号，并在视频显示器的显示画面中显示所述第i光路中的光信号；其中，所述显示画面中包括用于描述所述第i传感器光轴中心的第i电十字；所述第i传感器为光电转塔中多个第一类传感器中的一个，i为大于等于1的整数；

所述校准单元，用于：根据所述显示画面中第一模拟靶标和所述第i电十字的位置关系，校准所述第i传感器的光轴；所述第一模拟靶标为所述第i光路中的光信号成像后获得的所述第一靶标的投影。

从以上技术方案可以看出，本申请具有以下优点：

控制第i光信号从入射光口进入反射式光学准直光路，经第一靶标后获得第i光路；其中，不同方向入射光从入射光口进入反射式光学准直光路后，在出射光口获得的出射光均与所述反射式光学准直光路的光轴平行；根据反射式光学准直光路的特性，以反射式光学准直光路的光轴作为对第i传感器进行光轴校准的参考光轴；控制第i传感器在出射光口接收第i光路中的光信号，并在视频显示器的显示画面中显示第i光路中的光信号；其中，显示画面中包括用于描述第i传感器光轴中心的第i电十字；第i传感器为多个第一类传感器中的一个，i为大于等于1的整数。根据显示画面中第一模拟靶标和第i电十字的位置关系，校准第i传感器的光轴；第一模拟靶标为第i光路中的光信号成像后获得的第一靶标的投影。由于反射式光学准直光路的光轴与出射光之间平行，因此将第i光路与第i传感器光轴之间的平行差通过视频显示器进行显示，利用出射光口的第i光路校准第i传感器的光轴，使得第i传感器的光轴与第i光路平行，减小了光电转塔中第i传感器光轴的偏移程度，提高了第i传感器光轴的平行性，以及第i传感器的测量精度和准确性，进而提高了光电转塔的测量精度。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种光电转塔内校方法的流程图；

图2为本申请实施例提供的反射式光学准直光路示意图；

图3为本申请实施例提供的第一靶标的投影示意图；

图4为本申请场景实施例提供的靶标模拟系统结构图；

图5为本申请场景实施例提供的三光轴标校仪的主机结构图；

图6为本申请场景实施例提供的可见光传感器光轴与红外热像仪光轴的平行差测试示意图；

图7为本申请场景实施例提供的以黑体辐射源作为光源时三光轴标校仪的主机结构图；

图8为本申请场景实施例提供的可见光传感器光轴与激光测距器光轴的平行差测试示意图；

图9为本申请实施例提供的一种光电转塔内校设备的结构图；

图10为本申请实施例提供的控制系统的结构图；

图11为本申请实施例提供的温控系统工作流程图；

图12为本申请实施例提供的主控系统的结构图；

图13为本申请实施例提供的视频分析模块的结构图；

图14为本申请实施例提供的电源系统的结构图；

图15为本申请实施例提供的一种光电转塔内校装置的结构图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本申请的实施例。虽然附图中显示了本申请的某些实施例，然而应当理解的是，本申请可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本申请。应当理解的是，本申请的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本申请的保护范围。

参见图1所示，本申请实施例提供了一种光电转塔内校方法，具体包括如下步骤：

步骤101：控制第i光信号从入射光口进入反射式光学准直光路，经第一靶标后获得第i光路。

本申请实施例中，反射式光学准直光路由入射光口、靶标、折返镜、球面反射镜和出射光口组成，如图2所示，不同方向入射光从入射光口进入反射式光学准直光路后，在出射光口获得的出射光均与球面反射镜的中轴平行，进而出射光之间相互平行；本申请实施例中，可以将球面反射镜的中轴作为反射式光学准直光路的光轴。当第i光信号作为入射光从入射光口进入反射式光学准直光路后，首先经过靶标，形成第i光路，由于靶标对部分第i光信号进行了遮挡，所以第i光路中的光信号为前述第i光信号中的一部分；折返镜位于球面反射镜的焦平面，第i光路中的光信号由折返镜折返至球面反射镜，再经球面反射镜的反射，形成与球面反射镜的中轴平行的出射光，因此第i光路中，由球面反射镜至出射光口这部分光路是与球面反射镜中轴平行的平行光路。在对光电转塔的第i传感器进行光轴校准时，前述平行光路用来模拟无穷远目标，通过无穷远目标来校准光电转塔传感器的光轴。

需要说明的是，本申请实施例中所描述的光电转塔中的传感器包括光电转塔中对不同光信号进行采集和测量时所使用的光学传感器。

步骤102：控制第i传感器在出射光口接收第i光路中的光信号，并在视频显示器的显示画面中显示第i光路中的光信号。

其中，第i传感器为多个第一类传感器中的一个，i为大于等于1的整数。控制第i传感器的接收端在出射光口处第i光路对应的位置，接收第i光路中的光信号之后，再通过视频显示器来显示第i光路中的光信号；在视频显示器的显示画面中，包括用于描述第i传感器光轴中心的第i电十字，通过第i光路提供的无穷远目标和前述第i电十字，可以将第i传感器的光轴校准为与出射光口处的第i光路平行。

步骤103：根据显示画面中第一模拟靶标和第i电十字的位置关系，校准第i传感器的光轴。

第一模拟靶标为第i光路中的光信号成像后获得的第一靶标的投影。由于第一靶标对部分入射光的遮挡，在对第i光路中的光信号进行成像时，会出现与第一靶标形状相同的投影，将其作为第一模拟靶标，模拟无穷远处的目标。其中，第一靶标可以为圆形靶、狭缝靶、十字靶、四杆靶等靶标。如图3所示，以第一靶标为十字靶为例，当第i光信号经过第一靶标后，部分第i光信号被十字靶遮挡，形成第i光路；因此当对第i光路中的光信号进行成像时，在成像画面中呈现十字靶的投影，即十字靶对应的第一模拟靶标。

当对第i传感器的光轴进行校准之后，第i传感器的光轴与反射式光学准直光路的光轴平行，具体地，步骤103可以通过如下方式实现：

根据显示画面中第一模拟靶标和第i电十字的位置关系，调整第i传感器的光轴，使第i电十字的中心与第一模拟靶标的中心在显示画面中重合。

在视频显示器的显示画面中，包括第i电十字和第i光路中的第一模拟靶标，第i电十字用来描述第i传感器的光轴中心，第一模拟靶标用来描述第i光路所代表的光轴中心。当在显示画面中，第i电十字与第一模拟靶标重合时，认为第i传感器的光轴与第i光路平行，由于第i光路与反射式光学准直光路的光轴平行，因此第i传感器的光轴与反射式光学准直光路的光轴平行。根据第一模拟靶标和第i电十字，调整第i传感器的光轴，使第i传感器的光轴与反射式光学准直光路的光轴平行，实现对第i传感器光轴的校准。

当第i传感器的光轴校准完成后，可以通过步骤101至步骤103，对光电转塔中的第i+1传感器进行光轴校准，直至光电转塔中所有第一类传感器均完成校准。

需要说明的是，本申请实施例中所描述的使第i电十字的中心与第一模拟靶标的中心在显示画面中重合，可以允许显示画面中第i电十字与第一模拟靶标之间的位置存在一定的误差。

通过在视频显示器的显示画面中，调整第i电十字与第一模拟靶标重合，简化了光轴校准的步骤，提高了对于光电转塔中传感器光轴校准的效率。

在一种可能的实现方式中，第i光信号可以是红外信号，对应地，第i传感器为红外热像仪，那么在显示画面中，第i电十字则为用于描述红外热像仪光轴中心的红外电十字。红外信号可以通过黑体辐射源产生，黑体辐射源通过控制黑体炉的温度，使黑体炉产生红外标准辐射，将前述红外标准辐射作为本申请实施例中的红外信号，红外信号经第一靶标后获得第i光路，红外热像仪接收前述第i光路中的红外信号，在显示画面显示红外热图像；根据显示画面中的第一模拟靶标和红外电十字，校准红外热像仪的光轴。

通过红外信号经反射式光学准直光路中产生的第i光路和第一模拟靶标，校准红外热像仪的光轴，减小了红外热像仪光轴的偏移程度，进而提高了光电转塔中红外热像仪的测量精度和准确性。

在一种可能的实现方式中，第i光信号可以是可见光信号，对应地，第i传感器为可见光传感器，那么在显示画面中，第i电十字则为用于描述可见光传感器光轴中心的可见光电十字。通过可见光源产生可见光信号，可见光信号经第一靶标后获得第i光路，可见光传感器接收前述第i光路中的可见光信号，并在显示画面中进行显示；根据显示画面中的第一模拟靶标和可见光电十字，校准可见光传感器的光轴。

通过可见光信号经反射式光学准直光路中产生的第i光路和第一模拟靶标，校准可见光传感器的光轴，减小了可见光传感器光轴的偏移程度，进而提高了光电转塔中可见光传感器的测量精度和准确性。

控制第i光信号从入射光口进入反射式光学准直光路，经第一靶标后获得第i光路；其中，不同方向入射光从入射光口进入反射式光学准直光路后，在出射光口获得的出射光均与所述反射式光学准直光路的光轴平行；根据反射式光学准直光路的特性，以反射式光学准直光路的光轴作为对第i传感器进行光轴校准的参考光轴；控制第i传感器在出射光口接收第i光路中的光信号，并在视频显示器的显示画面中显示第i光路中的光信号；其中，显示画面中包括用于描述第i传感器光轴中心的第i电十字，在视频显示器的显示画面中显示第i光路与第i传感器光轴之间的平行差；第i传感器为多个第一类传感器中的一个，i为大于等于1的整数。根据显示画面中第一模拟靶标和第i电十字的位置关系，校准第i传感器的光轴；第一模拟靶标为第i光路中的光信号成像后获得的第一靶标的投影。由于反射式光学准直光路的光轴与出射光之间平行，因此将第i光路与第i传感器光轴之间的平行差通过视频显示器进行显示，利用出射光口的第i光路校准第i传感器的光轴，使得第i传感器的光轴与第i光路平行，减小了光电转塔中第i传感器光轴的偏移程度，提高了第i传感器光轴的平行性，以及第i传感器的测量精度和准确性，进而提高了光电转塔的测量精度。

进一步地，当光电转塔中还存在第二类传感器，需要以第一类传感器的校准结果对第二类传感器进行光轴校准时，本申请提供的一种光电转塔内校方法在步骤103之后，还可以包括：

步骤104：控制第j光信号进入反射式光学准直光路，经第二靶标后获得第j光路。

第二靶标用于对第二类传感器的光轴校准，包括圆形靶、狭缝靶、十字靶、四杆靶等靶标，当第j光信号进入反射式光学准直光路后，经第二靶标后获得第j光路，将第j光路中的光信号进行成像后，可以获得与第二靶标对应的第二模拟靶标。

需要说明的是，在对第二类传感器进行光轴校准时，所使用的第二靶标可以与第一靶标相同，也可以不同于第一靶标，本申请实施例对此不作具体限定。

步骤105：控制第j传感器在出射光口接收第j光路中的光信号，并在视频显示器的显示画面中显示第j光路中的光信号。

其中，显示画面中包括用于描述第j传感器光轴中心的第j电十字；第j传感器为光电转塔中多个第二类传感器中的一个，j为大于等于1的整数。

步骤106：根据显示画面中的第二模拟靶标和第j电十字的位置关系，校准第j传感器的光轴。

第二模拟靶标为第j光路中的光信号成像后获得的第二靶标的投影，步骤104至步骤106的具体实施过程，可以参照步骤101至步骤103所述。

通过反射式光学准直光路互相平行的出射光，以反射式光学准直光路的光轴为参考光轴，校准光电转塔第i传感器的光轴，使第i传感器的光轴与反射式光学准直光路的光轴平行；再通过第i传感器的光轴来校准第j传感器的光轴，使第j传感器的光轴与第i传感器的光轴平行，减小了第i传感器光轴与第j传感器光轴之间的平行差，提高了第i传感器光轴与第j传感器光轴的一致性，进而提高了光电转塔正常工作时的测量精度。

当第i光信号为可见光信号时，在一种可能的实现方式中，第j光信号可以为红外信号，对应地，第j传感器为光电转塔中的红外热像仪，此时，控制红外信号从入射光口进入反射式光学准直光路。

当第i光信号为可见光信号时，在一种可能的实现方式中，第j光信号可以为激光信号，对应地，第二靶标为激光感应靶，第j传感器为光电转塔中的可见光传感器。此时，步骤104可以通过如下方式实现：

控制激光信号从出射光口进入反射式光学准直光路，经激光感应靶后，被反射回反射式光学准直光路中的激光信号形成第j光路。

其中，激光信号在激光感应靶处的成像为感应光斑，激光信号是由光电转塔中激光测距器发射出的激光光束，在本申请实施例中，以可见光传感器的光轴为标准，对激光信号对应的光轴，即激光测距器的光轴进行校准，此时，控制激光测距器从出射光口将激光信号以平行于第i光路的方向发射进反射式光学准直光路中，激光信号经球面反射镜、折返镜后到达激光感应靶，激光感应靶将部分激光信号反射回反射式光学准直光路中，形成第j光路，在出射光口，第j光路与反射式光学准直光路的光轴平行，当可见光传感器接收第j光路中的激光信号后，将其在视频显示器的显示画面进行显示，获得第j光路中的激光模拟靶标，另外，在视频显示器中，还包括用于描述可见光传感器光轴中心的可见光电十字，由于在步骤101至步骤103中，可见光传感器的光轴经过校准，已与反射式光学准直光路的光轴平行，因此可以通过调整激光感应靶的位置，使激光模拟靶标的中心与可见光电十字的中心在显示画面中重合，以使第二光路与可见光传感器的光轴重合；同时，激光信号到达激光感应靶后，部分激光信号在激光感应靶处的成像为感应光斑，通过调整感应光斑中心与激光感应靶中心的位置，就可以实现对于激光信号所对应的光轴与可见光传感器光轴之间的平行差的调整，使激光信号对应的光轴与可见光传感器光轴平行。

从出射光口发射激光信号，经反射式光学准直光路后用可见光传感器在出射光口接收部分激光信号，根据可见光传感器的光轴对激光信号对应的光轴进行校准，提高了光电转塔中可见光传感器与激光测距器之间光轴的平行性，进而提高了光电转塔正常工作时的测量精度和准确性。

具体地，当第j光信号为激光信号时，步骤107可以通过如下方式实现：

步骤1071：通过可见光传感器在出射光口接收第j光路中的激光信号，并将第j光路中的激光模拟靶标通过视频显示器进行显示。

其中，视频显示器的显示画面中包括用于描述可见光传感器光轴中心的可见光电十字。

步骤1072：调整激光测距器的光轴，使激光模拟靶标的中心与可见光电十字重合，且感应光斑的中心与激光感应靶的中心重合。

当视频显示器的显示画面中，激光模拟靶的中心与可见光电十字重合时，认为第j光路已与可见光传感器的光轴平行，而从出射光口进入反射式光学准直光路中的激光信号，经球面反射镜和折返镜后，在激光感应靶处产生感应光斑，该感应光斑的中心与激光感应靶中心之间的偏差即为激光测距器光轴与可见光传感器光轴的平行差，通过调节激光测距器的光轴，将激光测距器光轴与可见光传感器光轴之间的平行差减小至零，校准激光测距器的光轴与可见光传感器的光轴平行。

通过调整激光测距器的光轴，使视频显示器的显示画面中，激光模拟靶的中心与可见光电十字重合，对激光测距器的光轴进行校准，减小了激光测距器光轴的偏移程度，减小了光电转塔中可见光传感器与激光测距器之间光轴的平行差，进而提高了光电转塔正常工作时的测量精度和准确性。

在一种可能的实现方式中，激光感应靶可以采用背面贴有感光相纸的半透半反激光滤光器。当激光信号到达激光感应靶后，部分激光信号被反射回光学准直光路中，形成第j光路；部分激光信号被透射至激光感应靶背面的感光相纸，在感光相纸上生成感应光斑。

进一步地，当第i光信号为可见光信号，根据可见光传感器的光轴对第j光信号对应的光轴进行精确校准时，步骤106之后还包括：

步骤107：在第i传感器的光轴完成校准后，采集第i光路中的可见光信号，获得可见光信号对应的第一波形。

在第i传感器的光轴完成校准后，用第i光路来表示第i传感器的光轴，将可见光传感器放置在出射光口，接收第i光路中的可见光信号，通过光示波器显示接收到的可见光信号，获得可见光信号对应的第一波形。

进一步地，还可以将第i光路中的可见光信号对应的第一波形进行保存，作为对其他传感器光轴进行校准时所参照的标准波形。

步骤108：采集第j光路中的第j光信号，获得第j光信号对应的第二波形。

将第j光信号对应的第j传感器放置在出射光口，接收第j光路中的第j光信号，并将接收到的第j光信号也通过光示波器进行显示，获得第j光信号对应的第二波形。

步骤109：将第一波形和第二波形通过光示波器进行显示，调整第j传感器的光轴，使第二波形的相位与第一波形的相位相同。

在光示波器中同时显示第一波形和第二波形，由于第一波形对应的可见光传感器的光轴经过校准后，已经与反射式光学准直光路的光轴平行，因此通过调整第j传感器的光轴，将第二波形的相位调整为与第一波形的相位相同，使第j传感器光轴与可见光传感器光轴之间的平行差精确调整至零，进而将第j传感器的光轴校准为与可见光传感器的光轴平行。

通过采集可见光信号和第j光信号分别对应的波形，对第j光信号对应的光轴进行精确校准，进一步减小了光电转塔不同传感器之间光轴的平行差，提高了光电转塔中传感器之间光轴的平行性，进而提高了光电转塔的测量精度和准确性。

为了使本领域技术人员更清楚地理解本申请提供的技术方案，下面介绍本申请场景实施例提供的一种光电转塔内校方法。在本申请场景实施例中，通过靶标模拟系统提供用于校准光电转塔中传感器光轴的平行光束。如图4所示，靶标模拟系统包括光源、可变小孔光阑和三光轴标校仪，其中，光源用来提供入射光，三光轴标校仪包括主机和靶标，用于提供反射式光学准直光路。三光轴标校仪的主机如图5所示，包括球面反射镜、折返镜、镜架、调整机构、壳体；球面反射镜、折返镜、镜架和调整机构均置于壳体内，球面反射镜置于镜架上，折返镜置于球面反射镜的焦平面，与调整机构连接，调整机构用于调节折返镜，通过三光轴标校仪的主机形成反射式光学准直光路，产生平行光束。光束进入三光轴标校仪的主机之前，先经过靶标，靶标经光束投射至三光轴标校仪后，在平行光束中形成与靶标对应的模拟靶标，用于模拟无穷远处的目标；靶标在三光轴标校仪中的位置是固定的，但是在面对不同测试场景时，可以根据测试需要在固定位置放置不同类型的靶标。可变小孔光阑为入射光进入反射式光学准直光路的入射光口，用于调节模拟靶标在三光轴标校仪中所模拟的无穷远处目标的大小和强度。

若第i传感器为可见光传感器，在对光电转塔中用于接收可见光信号的CCD电视传感器进行光轴校准时，如图6所示，位置1为反射式光学准直光路的焦平面，将可见光源和第一靶标置于位置1，可见光源产生的可见光信号经可变小孔光阑、第一靶标后进入反射式光学准直光路中，获得第i光路，第一靶标在第i光路中形成第一模拟靶标；将光电转塔置于反射式光学准直光路的出射光口，在位置3使用光电转塔的CCD电视传感器接收第i光路中的光信号，并通过视频显示器进行显示；在视频显示器中显示有用于描述CCD电视传感器光轴中心的可见光电十字，因此通过视频显示器观察第一模拟靶标的中心和可见光电十字的中心，调整光电转塔中CCD电视传感器的光轴，使显示画面中第一模拟靶标的中心和可见光电十字的中心重合。

当对光电转塔中传感器光轴校准的精度要求较高时，还可以在位置3放置光示波器，将CCD电视传感器接收到的光信号经调制器调制出频率为f的正弦波，保存为可见光信号对应的第一波形。

若第j传感器为红外热像仪，在对光电转塔中的红外热像仪进行光轴校准时，位置1处的光源为黑体辐射源，如图7所示，黑体辐射源包括黑体炉和温度控制单元。其中，温度控制单元用于黑体炉的温度控制，黑体炉用于产生红外标准辐射，作为进入反射式光学准直光路的红外信号；由于温度的微弱变化会影响黑体炉发射功率的变化，进而影响测试图像的精度，因此通过温度控制单元控制黑体炉的工作温度，使其工作温度稳定，能够产生红外标准辐射。黑体辐射源产生的红外信号经可变小孔光阑、第二靶标后进入反射式光学准直光路中，获得第j光路，第二靶标在第j光路中形成第二模拟靶标；在图6所示的位置2放置红外热像仪，接收第j光路中的光信号，并通过视频显示器进行显示；在视频显示器中显示有用于描述红外热像仪光轴中心的红外电十字，因此通过视频显示器观察第二模拟靶标的中心和红外电十字的中心，调整光电转塔中红外热像仪的光轴，使显示画面中第二模拟靶标的中心和红外电十字的中心重合。

当对光电转塔中传感器光轴校准的精度要求较高时，还可以在位置2放置光示波器，将红外热像仪接收到的光信号经调制器调制出频率为f的正弦波，保存为红外信号对应的第二波形，比较第一波形和第二波形，以CCD电视传感器的光轴为标准对红外热像仪的光轴做进一步校准，调整红外热像仪的光轴，使光示波器中第一波形与第二波形的相位差为零，消除CCD电视传感器光轴与红外热像仪光轴之间的平行差。

如图8所示，若第j传感器为激光测距器，在对光电转塔中的激光测距器进行光轴校准时，位置1处的第二靶标为激光感应靶，激光感应靶采用背面贴有感光相纸的半透半反激光滤光器，半透半反滤光器反射部分激光信号经折返镜至CCD电视传感器，并透射部分激光信号到达感光相纸用于感应光斑的显示。激光信号从位置2向反射式光学准直光路中发射激光信号，经球面镜、折返镜至激光感应靶，激光感应靶将部分激光信号反射回反射式光学准直光路中，获得第j光路，激光感应靶在第j光路中形成激光模拟靶标；在位置3放置CCD电视传感器，接收第j光路中的光信号，并通过视频显示器进行显示；通过显示画面中的可见光电十字的中心和激光模拟靶标的中心，调整激光测距器的光轴，使显示画面中激光模拟靶标的中心和可见光电十字的中心重合；同时，激光测距器发射出的激光信号经三光轴标校仪的主机汇聚后在激光感应靶处形成感应光斑，显示在激光感应靶背面的感光相纸上，该感应光斑中心与激光感应靶中心的偏差，即为激光测距器光轴与CCD电视传感器光轴之间的平行差，通过调整激光测距器的光轴，使视频显示器显示画面中可见光电十字的中心与激光模拟靶标的中心重合，且感应光斑的中心与激光感应靶的中心重合。

当对光电转塔中传感器光轴校准的精度要求较高时，还可以在位置3放置光示波器，将CCD电视传感器接收到的光信号经调制器调制出频率为f的正弦波，保存为激光信号对应的第二波形，比较第一波形和第二波形，以CCD电视传感器的光轴为标准对激光测距器的光轴做进一步校准，调整激光测距器的光轴，使光示波器中第一波形与第二波形的相位差为零，消除CCD电视传感器光轴与激光测距器光轴之间的平行差。

参见图9所示，为了执行上述实施例中的方法，本申请实施例还提供了一种光电转塔内校设备，包括：控制系统、靶标模拟系统；

控制系统通过第一通信接口与光电转塔连接，通过第二通信接口与靶标模拟系统连接；光电转塔包括第i传感器，第i传感器为光电转塔中多个第一类传感器中的一个，i为大于等于1的整数；

靶标模拟系统用于提供反射式光学准直光路、第一靶标和第i光信号；其中，不同方向入射光从入射光口进入反射式光学准直光路后，在出射光口获得的出射光均与反射式光学准直光路的光轴平行；

控制系统用于控制第i光信号从入射光口进入反射式光学准直光路，经第一靶标后获得第i光路，以及控制第i传感器在出射光口接收第i光路中的光信号；

控制系统包括视频显示器，视频显示器用于在显示画面中显示第i光路中的光信号，以及显示用于描述第i传感器光轴中心的第i电十字；

控制系统还用于根据显示画面中第一模拟靶标和第i电十字的位置关系，校准第i传感器的光轴；第一模拟靶标为第i光路中的光信号成像后获得的第一靶标的投影。

在一种可能的实现方式中，本申请实施例提供的设备还可以包括激光能量计，控制系统通过第三通信接口与激光能量计连接，用于对于光电转塔中激光测距器所发射的激光能量进行测试。

如图10所示，在一种可能的实现方式中，控制系统包括电控机柜、主控系统、电源系统。

电控机柜包括温控系统和接口面板，温控系统和接口面板置于电控机柜内部，温控系统包括温度传感器、加温模块、冷却模块、加温指示灯。环境温度的变化会导致光学元件形变或折射率变化，而光学元件的形变会导致光学系统像面漂移，产生离焦和像差，所以在电控柜系统设计中增加了温控系统，以提高光电转塔内校设备的温度适应性。如图11所示，温控系统开机时，读取温度传感器中的平均温度值，若平均温度值小于0℃，则加温模块接通电源开始加温，加温指示灯亮起，同时冷却模块断开电源停止工作；若平均温度值在0℃～10℃之间，则加温模块、冷却模块均断开电源停止工作；若平均温度值大于等于10℃，则加温模块断开电源停止工作，加温指示灯熄灭，同时冷却模块接通电源开始工作。

主控系统与电控机柜中的接口面板连接，并通过接口面板与靶标模拟系统和激光能量计分别进行通信，控制靶标模拟系统对光电转塔中传感器的光轴进行测试，使光电转塔发射激光，用于光电转塔的激光控制；同时控制激光能量计对光电转塔中激光测距器所发射的激光能量进行测试。主控系统包括工控计算机模块、视频显示器、视频采集模块、视频分析模块、1553B总线组件和串口总线模块；如图12所示，工控计算机模块通过通信接口分别与视频显示器、视频采集模块、视频分析模块、1553B总线组件和串口总线模块连接，用于控制光电转塔采集信号和测试；视频显示器用于对光电转塔中传感器采集到的信号进行视频显示，可以采用分辨率为1280×1024的彩色监视器作为本申请实施例中的视频显示器；视频采集模块采用可自动检测信号的行场特性视频采集卡进行视频图像实时采集；视频分析模块包括光示波器和调制器，如图13所示，通过调制器可以将视频图像中的光信号调制为频率为f的正弦波，通过光示波器显示该正弦波，用于光电转塔传感器光轴之间的平行差调零；1553B总线组件用于模拟载机航电系统与光电转塔之间的数据交换，工控计算机发出的控制指令通过1553B总线组件传输至光电转塔，进行光电转塔的自检和跟随控制，并控制光电转塔的CCD电视传感器大/小视场切换、光电转塔的视频切换和光电转塔的红外热像仪控制；串口总线模块采用外设元件互连标准（Peripheral Component Interconnect，PCI）板卡，用于靶标运动、黑体辐射源控制以及激光能量计的串口控制。

电源系统为整个控制系统提供电源，其输入端与220V交流电连接，在对光电转塔进行内校时，通过电源系统为光电转塔内校设备和光电转塔提供电源，使二者均能正常工作。如图14所示，电源系统包括电源监控单元、电源分配器和直流稳压电源；电源监控单元包括功率继电器、电气开关、压电指示模块，用于监视和控制220V交流电和28V直流电源；220V交流电输出至电源分配器，经电源分配器输出至直流稳压电源和主控系统；靶标模拟系统直接由220V交流电进行供电；直流稳压电源为28V直流电源，输出至电源监控单元，经电源监控单元中的电气开关控制后输出至光电转塔，控制光电转塔的启动和停止；压电指示模块包括交流电压表、总电源电流表。

参见图15所示，本申请实施例提供了一种光电转塔内校装置，包括：控制单元1501，校准单元1502。

控制单元1501，用于：控制第i光信号从入射光口进入反射式光学准直光路，经第一靶标后获得第i光路；其中，不同方向入射光从入射光口进入反射式光学准直光路后，在出射光口获得的出射光均与反射式光学准直光路的光轴平行；

控制单元1501还用于：控制第i传感器在出射光口接收第i光路中的光信号，并在视频显示器的显示画面中显示第i光路中的光信号；其中，显示画面中包括用于描述第i传感器光轴中心的第i电十字；第i传感器为光电转塔中多个第一类传感器中的一个，i为大于等于1的整数；

校准单元1502，用于：根据显示画面中第一模拟靶标和第i电十字的位置关系，校准第i传感器的光轴；第一模拟靶标为第i光路中的光信号成像后获得的第一靶标的投影。

在一种可能的实现方式中，校准单元1502具体用于：

根据显示画面中第一模拟靶标和第i电十字的位置关系，调整第i传感器的光轴，使第i电十字的中心与第一模拟靶标的中心在显示画面中重合。

在一种可能的实现方式中，第i光信号包括红外信号，第i传感器包括红外热像仪。

在一种可能的实现方式中，第i光信号包括可见光信号，第i传感器包括可见光传感器。

在一种可能的实现方式中，控制单元1501还用于：控制第j光信号进入反射式光学准直光路，经第二靶标后获得第j光路；

控制单元1501还用于：控制第j传感器在出射光口接收第j光路中的光信号，并在视频显示器的显示画面中显示第j光路中的光信号；其中，显示画面中包括用于描述第j传感器光轴中心的第j电十字；第j传感器为光电转塔中多个第二类传感器中的一个，j为大于等于1的整数；

校准单元1502还用于：根据显示画面中的第二模拟靶标和第j电十字的位置关系，校准第j传感器的光轴；第二模拟靶标为第j光路中的光信号成像后获得的第二靶标的投影。

在一种可能的实现方式中，第j光信号包括红外信号，第j传感器包括红外热像仪。

在一种可能的实现方式中，第j光信号包括：激光信号，第二靶标包括：激光感应靶，第j传感器包括：可见光传感器；

控制单元1501还用于：

控制激光信号从出射光口进入反射式光学准直光路，经激光感应靶后，激光信号被反射回反射式光学准直光路中，获得第j光路；其中，激光信号是由光电转塔中的激光测距器发射的，激光信号在激光感应靶处的成像为感应光斑。

在一种可能的实现方式中，校准单元1502还用于：

通过可见光传感器在出射光口接收第j光路中的激光信号，并将第j光路中的激光模拟靶标通过视频显示器进行显示；其中，视频显示器的显示画面中包括用于描述可见光传感器光轴中心的可见光电十字；

调整激光测距器的光轴，使激光模拟靶标的中心与可见光电十字重合，且感应光斑的中心与激光感应靶的中心重合。

在一种可能的实现方式中，图15所示的装置还包括采集单元，用于：

在第i传感器的光轴完成校准后，采集第i光路中的可见光信号，获得可见光信号对应的第一波形；

采集第j光路中的第j光信号，获得第j光信号对应的第二波形；

将第一波形和第二波形通过光示波器进行显示，调整第j传感器的光轴，使第二波形的相位与第一波形的相位相同。

虽然采用特定次序描绘了各操作，但是这不应当理解为要求这些操作以所示出的特定次序或以顺序次序执行来执行。在一定环境下，多任务和并行处理可能是有利的。

应当理解，本申请的方法实施方式中记载的各个步骤可以按照不同的顺序执行，和/或并行执行。此外，方法实施方式可以包括附加的步骤和/或省略执行示出的步骤。本申请的范围在此方面不受限制。

需要注意，本申请中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对不同的装置、模块或单元进行区分，并非用于限定这些装置、模块或单元所执行的功能的顺序或者相互依存关系。

本申请实施方式中的多个装置之间所交互的消息或者信息的名称仅用于说明性的目的，而并不是用于对这些消息或信息的范围进行限制。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（Read-Only Memory，ROM）、随机存取存储器（Random Access Memory，RAM）、磁碟或者光盘等各种可以存储计算机程序的介质。

以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (11)

1.一种光电转塔内校方法，其特征在于，所述方法包括：

控制第i光信号从入射光口进入反射式光学准直光路，经第一靶标后获得第i光路；其中，不同方向入射光从所述入射光口进入所述反射式光学准直光路后，在出射光口获得的出射光均与所述反射式光学准直光路的光轴平行；

控制第i传感器在出射光口接收所述第i光路中的光信号，并在视频显示器的显示画面中显示所述第i光路中的光信号；其中，所述显示画面中包括用于描述所述第i传感器光轴中心的第i电十字；所述第i传感器为光电转塔中多个第一类传感器中的一个，i为大于等于1的整数；

根据所述显示画面中第一模拟靶标和所述第i电十字的位置关系，校准所述第i传感器的光轴；所述第一模拟靶标为所述第i光路中的光信号成像后获得的所述第一靶标的投影。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述显示画面中第一模拟靶标和所述第i电十字的位置关系，校准所述第i传感器的光轴，包括：

根据所述显示画面中第一模拟靶标和所述第i电十字的位置关系，调整所述第i传感器的光轴，使所述第i电十字的中心与所述第一模拟靶标的中心在所述显示画面中重合。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第i光信号包括红外信号，所述第i传感器包括红外热像仪。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第i光信号包括可见光信号，所述第i传感器包括可见光传感器。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

控制第j光信号进入所述反射式光学准直光路，经第二靶标后获得第j光路；

控制第j传感器在出射光口接收所述第j光路中的光信号，并在视频显示器的显示画面中显示所述第j光路中的光信号；其中，所述显示画面中包括用于描述所述第j传感器光轴中心的第j电十字；所述第j传感器为所述光电转塔中多个第二类传感器中的一个，j为大于等于1的整数；

根据所述显示画面中的第二模拟靶标和所述第j电十字的位置关系，校准所述第j传感器的光轴；所述第二模拟靶标为所述第j光路中的光信号成像后获得的所述第二靶标的投影。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第j光信号包括红外信号，所述第j传感器包括红外热像仪。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第j光信号包括：激光信号，所述第二靶标包括：激光感应靶，所述第j传感器包括：可见光传感器；

所述控制第j光信号进入所述反射式光学准直光路，经第二靶标后获得第j光路，包括：

控制所述激光信号从所述出射光口进入所述反射式光学准直光路，经激光感应靶后，所述激光信号被反射回所述反射式光学准直光路中，获得第j光路；其中，所述激光信号是由所述光电转塔中的激光测距器发射的，所述激光信号在所述激光感应靶处的成像为感应光斑。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据所述显示画面中的第二模拟靶标和所述第j电十字的位置关系，校准所述第j传感器的光轴，包括：

通过可见光传感器在出射光口接收所述第j光路中的所述激光信号，并将所述第j光路中的激光模拟靶标通过视频显示器进行显示；其中，所述视频显示器的显示画面中包括用于描述所述可见光传感器光轴中心的可见光电十字；

调整所述激光测距器的光轴，使所述激光模拟靶标的中心与所述可见光电十字重合，且所述感应光斑的中心与所述激光感应靶的中心重合。

9.根据权利要求5至8任一项所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

在所述第i传感器的光轴完成校准后，采集所述第i光路中的所述可见光信号，获得所述可见光信号对应的第一波形；

采集所述第j光路中的所述第j光信号，获得所述第j光信号对应的第二波形；

将所述第一波形和所述第二波形通过光示波器进行显示，调整所述第j传感器的光轴，使所述第二波形的相位与所述第一波形的相位相同。

10.一种光电转塔内校设备，其特征在于，所述设备用于执行权利要求1-9中任意一项所述的方法；所述设备包括：控制系统、靶标模拟系统；

所述控制系统通过第一通信接口与光电转塔连接，通过第二通信接口与所述靶标模拟系统连接；所述光电转塔包括第i传感器，所述第i传感器为所述光电转塔中多个第一类传感器中的一个，i为大于等于1的整数；

所述靶标模拟系统，用于提供反射式光学准直光路、第一靶标和第i光信号；其中，不同方向入射光从入射光口进入所述反射式光学准直光路后，在出射光口获得的出射光均与所述反射式光学准直光路的光轴平行；

所述控制系统，用于控制所述第i光信号从所述入射光口进入所述反射式光学准直光路，经所述第一靶标后获得第i光路，以及控制所述第i传感器在所述出射光口接收所述第i光路中的光信号；

所述控制系统包括视频显示器，所述视频显示器用于在显示画面中显示所述第i光路中的光信号，以及显示用于描述所述第i传感器光轴中心的第i电十字；

所述控制系统，还用于根据所述显示画面中第一模拟靶标和所述第i电十字的位置关系，校准所述第i传感器的光轴；所述第一模拟靶标为所述第i光路中的光信号成像后获得的所述第一靶标的投影。

11.一种光电转塔内校装置，其特征在于，所述装置包括：控制单元，校准单元；

所述控制单元，用于：控制第i光信号从入射光口进入反射式光学准直光路，经第一靶标后获得第i光路；其中，不同方向入射光从所述入射光口进入所述反射式光学准直光路后，在出射光口获得的出射光均与所述反射式光学准直光路的光轴平行；

所述控制单元还用于：控制第i传感器在出射光口接收所述第i光路中的光信号，并在视频显示器的显示画面中显示所述第i光路中的光信号；其中，所述显示画面中包括用于描述所述第i传感器光轴中心的第i电十字；所述第i传感器为光电转塔中多个第一类传感器中的一个，i为大于等于1的整数；

所述校准单元，用于：根据所述显示画面中第一模拟靶标和所述第i电十字的位置关系，校准所述第i传感器的光轴；所述第一模拟靶标为所述第i光路中的光信号成像后获得的所述第一靶标的投影。

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