双目光电装备光轴平行性数字化检校系统设计

设计了一种多光谱双目光电装备光轴平行性数字化检校系统。利用平行光管产生无限远白光、微光、红外目标,平行光经双目光电装备、光轴平移装置,将两路光线入射到面阵CCD上,目标图像经CCD、图像采集卡转换成数字图像信息送入计算机,利用软件算法得到光轴误差量,参考所建立的光电装备数学模型,给出光轴校正方案,利用辅助工具完成光轴平行性校正。该系统适用于多种双目光电装备,能够实现自动化检测,并给出数字化的光轴误差量,具有良好的通用性和可扩展性。     

多光谱多光轴设备光轴平行性测量装置研制

多光谱多光轴设备光轴平行性校准装置用于多传感器小型光电测量设备中各探测单元探测光轴平行性的标定和测量,同时具有提供无穷远目标的功能。本文所研制的多光谱多光轴设备校准装置采用卡塞格林反射式平行光管结构,有效通光口径φ350mm,可对可见光系统、中波红外系统、长波红外系统及激光测距系统进行光轴平行性的测量,测量精度优于5″。     

便携式多光轴平行性检校系统的研制

为满足野外检测多波段光电设备光轴平行性的检校需求,研制了一套便携式多光轴平行性检校系统。系统采用反射式卡塞格林光学系统和ZnS晶体靶板,为被校系统提供无穷远的十字分划目标并以此作为瞄准基准,完成对被校系统电视轴和红外轴之间的平行性检校;采用CCD系统完成分划板十字线和靶纸上激光光斑的采集,并利用数据处理系统检测出分划板十字中心与激光光斑中心位置的偏差量,完成对被校系统激光光轴与可见光轴之间的平行性检校。利用高精度光学角规对所研制的检校系统进行了标定,精度可达亚秒级。实验结果表明,该检校系统测量电视轴与红外轴之间平行性标准不确定度为2″,检校激光瞄准轴与发射轴平行性标准不确定度为5″。     

宽光谱光电系统多光轴平行性工程化测试方法研究

针对宽光谱光电系统多光轴平行性的工程化测试要求,设计一套光轴平行性测试的系统和方法。该系统采用离轴非球面折叠光路,设计出口径120 mm,焦距720 mm的平行光管,实现了轻量便携。采用模块化设计、多靶标集成技术,实现在同一光学系统里对红外、可见光、激光的光轴平行性测试。采用图像处理和自动控制技术实现多光轴平行性的定量检测,测量误差控制在0.1 mrad以内。经与CI测试系统对比测试,结果表明:光轴平行性测试一致性好,准确度高,具有工程化应用价值。     

外场激光可见光光轴检测装置

设计了一套大气环境下外场可见光、激光两光轴瞄准系统瞄准偏差测试装置,通过外场实验测得不同距离处测试装置的基准光轴的偏差。结果表明,2000 m距离上基准光轴偏差为4.5″,满足了多光谱多光轴动态瞄准偏差测试误差0.1 mrad（20.6″）的精度要求。并据此基准光轴在外场环境下对激光光轴相对于可见光光轴的瞄准偏差进行测试,实现了对光电瞄准系统外场瞄准偏差参数进行精确测量。     

大口径平行光管在多光轴探测器光轴平行性测量中的应用

在简要介绍大口径平行光管测量系统的组成及工作原理的基础上,借助于该原理对光电测量装置进行了室内多光轴平行性标校测量,通过制作标准激光靶,利用感光相纸对激光光斑进行聚焦采集,实现了对电视/红外/激光三者光轴一致性的标校,使电视/红外光轴与激光光轴不平行度分别达到指标要求,取得了很好的效果.     

空间旋转多光谱多光轴校准技术研究

论文总结了多光轴在空间旋转时形成的原因及其误差量,形成了兼顾安全和便捷的技术途径：首先以摄像机模拟非可见且对人眼有危害的激光器;其次设计加工出一种专用的回转基准调校基座和基准光源,通过转动基座,检测出摄像机光轴和可见光轴在空间不同相对位置的误差,采用双光楔方法进行调节;最后依托过渡工装使激光器光轴相对其安装面的精度与摄像机一致,由此保证了激光轴与可见光轴在任意方位角处均保持平行;其平行度误差不超过0.1mrad。     

基于CCD的激光测距机光轴平行性检测

提出了一种利用CCD器件检测激光测距机光轴平行性的方法,利用CCD和图像采集卡组成的图像采集系统对激光测距机瞄准系统十字分划像和发射的激光光斑进行采集,通过图像处理技术对采集到的图像进行处理,并确定激光光斑中心和十字分划中心坐标,即可获得激光测距机的光轴平行性误差.该方法能够实时、定量地检测光轴偏差,检测精度高,操作简单,有效地解决了传统方法只能定性地估算误差,人眼主观判断误差较大等问题.     

多光轴平行度检测设备的检测误差分析

介绍了一种室内工作的光轴平行度检测设备,重点探讨了设备的激光光斑质心位置计算误差．对其主要构成、系统光强信噪比、靶板与CCD像面夹角测量误差、光学系统成像误差、像元能量质心误差、激光光斑灰度量化误差等进行了分析研究,通过实例．求得了激光光斑质心计算误差值．在分析了该检测设备主要误差的基础上给出了系统误差的计算公式和计算结果     

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。     

光电综合标校系统光轴平行度标校方法

针对光电综合标校系统的功能组成及标校原理,提出了标校靶标的设计及标校方法,并利用感光相纸对激光光斑进行聚焦采集,实现了对电视/红外/激光三者光轴一致性的标校,检测结果验证了该标校靶标及标校方法的可行性和有效性。     

线阵多传感器光轴平行度检校系统研究

多传感器光轴平行度检校是保证线阵主被动成像载荷高精度获取地物多源数据的重要环节.设计了一种适用于该类型载荷的光轴平行度检校系统.该系统基于大口径平行光管结合辅助激光光源的方法,利用图像采集系统获得光斑中心以实现多元线阵激光收发光轴对准;同时,使用可见光线光源引出激光光轴,最终完成线阵可见光光轴与激光光轴之间的平行度检校.该系统能够实现多线阵传感器的主动探测收发光轴及主被动光轴的平行度检校,具有良好的通用性和可扩展性.     

利用棱镜微动理论建立望远镜光轴的检校模型

望远镜的光轴平行性是双目仪器的重要指标,光轴失调会影响观察人员视力甚至观察效果。文章提出了利用棱镜微动理论建立望远镜光轴的检校模型,将检校过程分为初校和精校两个步骤,对推导过程进行了讨论。通过实验对该模型的正确性进行了验证,结果表明,结合CCD和图像处理技术可以对望远镜光轴进行精确校正。     

基于光轴稳定性优化的机载高分辨率近红外光学系统设计研究

针对一些光轴稳定性要求较高的高空使用战斗机挂载光电系统,分析了光学系统设计中提高光轴稳定性的几点要素,给出了消热差公式的条件,推导了景深公式,并给出了四种提高途径：采用较大温差范围的光学全被动补偿无热化设计、降低公差灵敏度、提高结构件的刚度和强度、使用景深调焦机构(满足较大作用距离的机载高低空使用要求)。介绍了一种小型机载近红外无热化变焦系统的设计思路。该系统采用光学补偿,有4个透镜组(最后一组为景深调焦机构),在-55~70℃温度范围内均具有较好的像质、较宽松的公差特性和较好的光轴稳定性。     

基于Matlab的透镜中心偏测量光轴拟合

光学中心偏测量在光学系统的检测和装校中具有重要的意义。为消除被测件在测量仪器上的安装定位过程带来的误差,必须对直接测量的数据进行修正。光轴拟合就是对测量数据的优化和修正的过程。提出一种光轴拟合的数学模型,该数学模型结合了解析方法和数值分析方法,考虑了中心偏测量的实际情况,在严格的数学模型基础上做了合理的简化,使光轴的拟合问题最终转化为对线性方程组的求解。拟合方法最终采用了长于矩阵运算的Matlab编程实现。实践证明,数据优化的效果明显,运算速度快,可以适应测量者的一些特殊的优化要求,对同一被测件的两次测量数据优化结果进行比较,重复性好。     

一种三轴输出脚部操控器的设计与实现

为了将飞行设备操控员双手解放出来完成飞行设备的其它操控功能,提高飞行设备操控舒适度、操控稳定性,设计一种三轴输出脚部控制器,包括左脚控制器、右脚控制器和控制盒三部分。控制盒包括电源转换电路和控制板电路。控制板电路设计采用AD转换芯片、高性能单片机和RS422接口芯片为硬件平台,通过AD转换芯片采集脚部控制器位移传感器量,单片机对数据进行处理分析后,实现对设备的状态控制,较好地满足飞行设备操控中的刹车控制和方位控制转移到脚上的需要。