光电跟瞄系统瞄准精度测试技术

为了提高多传感器光电跟瞄系统瞄准精度,提出了多传感器光电跟瞄系统瞄准精度测试的3种方法:像纸法、CCD法和靶标法。系统采用宽光谱大口径平行光管,结合光电跟瞄系统的激光、红外和电视分系统,实现激光与红外/电视瞄准线高精度测试。详细介绍了每种测试方法的工作原理和主要误差来源,建立了实验测试环境,分别用像纸法、CCD法和靶标法对同一光电跟瞄系统红外、电视、激光传感器的瞄准线之间的偏差进行了测试和误差分析。结果表明,靶标法测试误差源少,精度能够达到4″,适用于高精度光电跟瞄系统瞄准精度测试。     

基于双五棱镜组件的大间距光轴平行性检测方法

光轴平行性是多光轴光电设备的重要参数,对其进行检测十分必要。随着光电设备复杂程度的逐步增加,其光轴之间的距离不断增大,传统的小口径检测手段已经不能满足现有光电设备的检测需求。针对大间距光轴之间的平行性的检测,设计了一种基于双五棱镜结构的扩径组件,实现了平行光管的出射光束的平移,并利用双光楔结构对扩径组件进行修正,将平行光管的有效口径由300 mm扩展至1 200 mm。对扩径组件进行数学建模分析和实际装调,并对检测系统进行整体精度测试。实验结果表明:平行光管出射的光束经扩径组件后能够保持良好的平行性,其平行误差在11以内,满足大间距光轴检测的精度要求。     

微光夜视瞄准镜检测系统光路分析与设计

基于多环境试验条件下的微光枪瞄检测技术一直是军备生产所关注的问题。由于振动、射击、冲击、跌落和高低温环境等载荷作用下,使微光枪瞄机械、光学和电性能结构及参数发生改变,导致微光枪瞄不能正常工作。为此设计了多环境试验条件下的微光枪瞄检测与测试系统,对测试系统的光路进行了规划,给出了由CCD组成检测系统的工作原理,分析了系统成像的详细过程。通过对平行光管和CCD变焦镜焦距的计算,并结合实际工程应用,其测量精度≤0.05 mil,测量范围≥40 mil,达到项目要求。     

光电瞄具多光轴平行性检测系统的设计与研究

为了精准地测量光电瞄具多光轴的平行性,采用大口径离轴抛物面反射镜平行光管的多光轴检测方法进行了理论分析,并设计了完整的测量系统(包括光学成像系统、控制系统、图像采集与处理系统)。该系统采用离散余弦变换系数作为评价标准,实现了高精度的自动对焦;采用大口径离轴抛物面反射镜满足不同型号瞄具的测量,实现了可见光、近红外和远红外3种光学系统的光轴平行性的自动检测。结合一种光电瞄具成品进行了实际测试,当光轴之间偏差角为0.04mrad~0.08mrad时,相对误差在13%以内,此范围可认为是系统检测角度的下限。结果表明,该系统减小了人为读数等主观原因造成的误差,通用性强、检测效率高,精度满足需求。     

基于光学自准直的旋转轴平行度测量与不确定度分析

在激光通信和光电跟瞄系统中已经开始采用基于旋转光栅或光楔的指向-捕获-跟踪(Pointing,acquisition and tracking, PAT)机构对光轴进行角度调整，该结构质量轻、体积小，非常有利于系统的轻小型化。由于结构中两个旋转轴的平行度误差会严重影响PAT机构性能，因此在机械装配时需严格保证两轴平行度。针对旋转轴系轴线不易测量，传统测试方法精度不足，轴系晃动误差影响测量结果等问题，为了满足两轴平行度高精度检测的需求，文中提出基于自准直原理的旋转轴平行度测试方法，利用自准直光学特性，结合特殊设计的半反半透基准镜，采用数据拟合方法剔除轴系晃动的影响，得到旋转轴轴线空间位置，创新地实现了无需调整测试和被测设备即可在同一基准下测量两个平行轴系轴线角度和平行度。该方法只需一台测试设备，排除了传统多台测试设备联合测量时，基准传导与变换中的测量和变换误差，提高了测试精度和测试效率。首先，设计了基于自准直仪的测试系统，采用一台自准直仪测试两个轴系轴线空间位置，从而得到旋转轴同轴误差；然后，对测试结果不确定度进行了研究，分析了测试准确性及其影响因素；最后，采用该测试方法和测试系统，对某...     

空间相机系统自准直传函测试方法及应用

调制传递函数（传函）测试是空间相机研制过程的重要环节,常规传函测试需要用到平行光管。自准直传函测试方法是一种不依赖于平行光管的系统传函测试方案。首先介绍了自准直传函测试系统的原理和搭建方案。其次对比了平行光管测试的过焦曲线和自准直传函测试的过焦曲线,发现该系统对焦面离焦敏感程度不亚于平行光管,得到该系统可以用于判定焦面位置正确性的结论。再次分析了自准直靶标条纹经过平面镜反射后偏转的现象,该现象将引入测试误差。给出了偏转角的数值计算公式和条纹偏转对传函值影响的计算公式。针对离轴系统对偏转角敏感的问题,给出自准直靶标的设计方法。利用该方法可以将靶标条纹偏转造成的传函测试误差降至可以忽略的量级。然后讨论了采用自准直传函测试方案时相机探测器与测试靶标的拼接,分析了探测器滤光片对焦面位置的影响,提出了探测器与靶标共焦面的设计及拼接方案。最后总结了该测试方法在某型号相机的实际应用,为自准直传函测试方法在后续系统的应用打下基础。     

红外瞄具温度应力可靠性检测系统研究

为了检测红外瞄具在高低温恶劣环境下对不同波长的红外目标成像可靠性,利用黑体和平行光管组成的光学系统模拟无穷远红外目标,红外瞄具置于高低温环境下,CCD采集红外瞄具对红外目标所成的像,从而判定高低温下红外瞄具成像质量。所设计的平行光管视场大,各波长对应焦平面处在20 lp/mm空间频率下的MTF均高于0.2。同时为了实现快速准确地在检测系统中提供稳定的-55~70℃的高低温实验条件,采用一种基于自适应模糊PID温度控制技术。采用自适应因子将模糊推理器和PID控制器相结合,通过在线自调整控制参数,进一步提高了PID控制器的性能和系统的控制精度。实验表明该方法提高了常规PID控制的动态响应过程并保持无静态误差,其控制精度可达0.05℃。     

弹标模拟器光辐射测量系统设计

某型导弹控制系统原位检测需要平行光管模拟导弹弹标。在使用过程中,以平行光管为基础研制的弹标模拟器光学系统元件会因时长老化变形而影响模拟的精度,造成原位检测的不准确,所以在原位检测前期需要对弹标模拟器进行测试计量。基于检测弹标模拟器的实际需要,从光学和电子学两方面设计了光学弹标模拟器测量系统,展示了系统技术指标,通过计算得出系统所需要的器件规格。建成之后将应用于弹标模拟器及其他光学装备点光源辐射的普适性测量。     

一种共光路自动对准系统

强激光发射装置和光电跟踪系统中,光学器件多,光路复杂,光学机械零件位置的相对移动会使光轴平行度偏离,为此提出一种共光路自动对准系统.基于对准原理,利用激光发射光路,建立上、下行基准光束,使之分别与系统轴系、出射激光平行,并且通过自准直CCD测角仪测出上、下行光路的角偏差值,控制信号驱动快速控制反射镜,使快速控制反射镜两轴转动到角偏差为零值,实现发射激光与一级扩束系统对准及一级扩束系统与跟瞄系统之间的精密自动对准.实验结果表明,对准后的光轴平行度为5.21",快速控制反射镜的闭环精度不大于5".     

利用斜方棱镜实现平行光管校准

平行光管是光学实验及计量检测的重要设备.平行光管处于离焦状态将给检测结果带来诸多不良影响.文章提出斜方棱镜校准法,利用斜方棱镜的光轴平移作用,将平行光管的两束边缘光分别入射到同一个CCD中,分划板成像在不同位置则说明分划板偏离物镜后焦面,根据成像位置调整分划板位置,实现平行光管的校准.对可能产生的误差进行了分析,得出在增加8倍望远镜的情况下精度可以达到2”以内,并通过实验验证了该方法的可行性和准确性.     

火炮内膛图像照度不均匀的校正方法

受火炮内膛结构、材料与光照等影响,火炮内膛全景图像存在光照不均现象,影响图像的分割质量.采用背景去除法消除内膛图像照度不均,同时在基于小波变换的同态滤波法的基础上,根据贝叶斯萎缩阈值法对其进行了改进,对于经过小波变换后内膛图像的高频子带图像进行加权修正,而对其低频部分进行线性调整.针对校正结果,依据像素信息熵,提出了不...     

可视电话、可视门铃用显像管电子枪的研制

可视电话、可视门铃具有广阔的发展前景,其显像管电子枪属于关键部件。本文介绍了用于可视系统三电位短电子枪的特点,电子枪透镜结构和工作原理,以及电子透镜的结构设计。实验结果表明,电子枪的性能参数符合设计要求。     

户外转播系统扩展技术研究

户外转播时,由于场地大、机位需求多等原因常需增加讯道。本文对扩展时视频、音频、通话等层面的接口、信号、协议等技术问题进行了研究。其中视频系统扩展主要涉及到切换指示和源名跟随的问题。通话系统的扩展需要处理好针脚的对应和接口类型的匹配。描述了光级联系统在系统扩展实现中的作用,结合我台的实际户外转播工作介绍了这些技术的应用。     

采用多准直光束测量六自由度微位移新方法

为实现星载三线阵CCD相机的相机参数在轨测量,提出了一种六自由度微位移测量方法。高亮度LED输出光被准直并耦合到输入光纤。输出光纤末端固定在可移动的被测物体上。光纤输出由多个光纤准直器（ 4）准直,并由系统固定部分中的多个区域阵列的CCD相机（ 4）捕获。根据CCD图像中光点的位置变化来求解被测物体的六自由度位移。为了验证系统模型和六自由度位移计算程序,对该方法进行了理论分析和仿真。结果表明:当平移位移小于100 m且旋转位移小于6'时,典型的4准直测量系统求解误差小于10-5 m和10-4'。并且,当准直器的光斑位置的两个坐标方向上添加-0.5~0.5 m的随机量时,平移误差和旋转误差的3分别为0.9 m和0.012'。     

Epipolar Geometry of Line Cameras Moving with Constant Velocity and Attitude

Image resampling according to epipolar geometry is an important prerequisite for a variety of photogrammetric tasks. Established procedures for resampling frame images according to epipolar geometry are not suitable for scenes captured by line cameras. In this paper, the mathematical model describing epipolar lines in scenes captured by line cameras moving with constant velocity and attitude is established and analyzed. The choice of this trajectory is motivated by the fact that many line cameras can be assumed to follow such a flight path during the short duration of a scene capture (especially when considering space‐borne imaging platforms). Experimental results from synthetic along‐track and across‐track stereo‐scenes are presented. For these scenes, the deviations of the resulting epipolar lines from straightness, as the camera's angular field of view decreases, are quantified and presented.     

低压电力线载波通信网络组网方法研究

阐述窄带电力线载波通信领域的研究进展和应用领域存在的问题,认为链路层的信号中继是提高电力线通信距离和可靠性的有效方法之一.文中提出并分析低压配电网窄带电力线通信系统路由的物理模型和逻辑模型,提出了一种适合简单工程应用的电力线通信网络指定中继组网策略;鉴于指定中继策略的缺陷,进一步提出并讨论基于图论的纯遍历搜索组网算法,并分析了时间复杂性和通信复杂性.理论分析和实验测试表明,该种算法可以实现电力线通信网络的自动中继,为实际工程应用提供一种借鉴的方法.     

Subscriber Line Testing for Digital Switching Offices

This paper presents an overview of subscriber line testing as provided in Northern Telecom's Digital World^®family of host and remote digital switching systems. Capabilities provided in Digital World satisfy the major telco needs related to subscriber line testing. The various products incorporate interfaces to external test systems as well as internal line test facilities. A new subscriber line measurement technique is identified. It offers further advantages in speed and accuracy and has many potential applications in the analog and digital switching environments.     

基于光网靶的弹丸速度精确测量系统

设计开发了一套基于光网靶的高精度弹丸速度测试系统。系统采用3站式设计,可以测量出弹丸飞行速度的变化。信号处理单元采用了最新的CPLD模块,集信号放大、脉冲触发、触发计时和脉冲合成于一体。系统有效测试截面为100mm×100mm,设计测速范围50~4000m/s,测量误差小于0.1％,可以对直径15~100mm的弹丸速度进行测量。利用该系统成功测量了电磁轨道炮发射的弹丸速度。     

火炮偏离角测量数字化系统

提出了一种用于火炮炮膛轴线偏离射面的角度测量的数字化测试系统,该系统基于激光跟踪仪空间点坐标测量原理,通过对火炮身管指定点三维坐标的测量,结算出调炮前后空间直线方程,从而计算出火炮偏离角,并针对目前GJB方法对火炮炮膛轴线偏离射面的偏离角度测量方法中存在的精度不高、效率低、工作人员多、结构分散等问题进行了分析。与现行GJB方法进行测量实验比较,实验数据表明使用该方法对火炮偏离角进行测量,效率和精度都有明显提高。     

基于热扩芯光纤的光纤准直器特性研究

为了提高光纤和光器件之间的耦合效率,设计了由热扩芯光纤和自聚焦透镜构成的新型热扩芯光纤准直器。理论上分析了热扩芯光纤准直器的基本结构参数与光学特性的关系以及由3种失配导致的耦合插入损耗。研究发现,热扩芯光纤准直器的耦合特性与自聚焦透镜的参数有关,热扩芯光纤准直器在轴向间距和角度偏差上的耦合失配容限明显优于普通光纤准直器,横向位移损耗则高于普通光纤准直器。采用模场半径为15.4μm的热扩芯光纤与自聚焦常数为0.295mm-1的自聚焦透镜制备了热扩芯光纤准直器,并对热扩芯光纤准直器因3种失配导致的耦合插入损耗进行了理论和实验比较,结果表明实验数据与理论吻合较好,说明所设计的热扩芯光纤准直器可用于长距离光耦合和旋转连接器件。