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CN109387164B - 测量产品光轴偏差的便携式长焦大口径装置及测量方法 - Google Patents

测量产品光轴偏差的便携式长焦大口径装置及测量方法 Download PDF

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CN109387164B CN201811405074.8A CN201811405074A CN109387164B CN 109387164 B CN109387164 B CN 109387164B CN 201811405074 A CN201811405074 A CN 201811405074A CN 109387164 B CN109387164 B CN 109387164B
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盛军
孙庆伟
吴晓鸣
李继朋
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Abstract

本发明涉及一种测量产品光轴偏差的便携式长焦大口径装置及测量方法，用斜方棱镜组件扩展卡式平行光管的通光口径，用光轴偏差测量系统自动测量大口径多传感器产品光轴的偏差。方法如下：卡式平行光管焦平面上的组合目标靶可以接收产品发出的激光或红外光并在卡式平行光管焦平面上形成可见光斑；斜方棱镜组能够将卡式平行光管有效口径外的光束导入装置内；光轴偏差测量系统对准卡式平行光管口径内但与卡式平行光管分离，CCD用于采集并记录任意一次会聚在卡式平行光管焦平面上的产品光斑位置，光轴偏差测量系统的测试软件能够快速解算出产品光斑落在CCD不同位置的两个像素中心之间的偏差，并转换显示出两个光轴的角度偏差。

Description

测量产品光轴偏差的便携式长焦大口径装置及测量方法
技术领域
本发明属于光学装调技术，涉及一种测量产品光轴偏差的便携式长焦大口径装置及测量方法，用斜方棱镜组件扩展卡式平行光管1的通光口径，用光轴偏差测量系统自动测量大口径多传感器产品光轴的偏差。
背景技术
大口径多传感器产品的光轴一致性是机载光电产品最重要的技术指标之一，直接影响打击目标的精准度。现有测量方法一是超过卡式平行光管口径后就不能测量了，二是不具备自动计算光轴偏差的功能。
本发明提供得自动测量产品光轴偏差的卡式平行光管1及方法，通用于产品过程装配和外场维修，测试步骤简单、测量精度高，在保证产品精度的前提下，提高了工作效率，降低了装配成本。
发明内容
要解决的技术问题
为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种测量产品光轴偏差的便携式长焦大口径装置及测量方法。
技术方案
一种测量产品光轴偏差的便携式长焦大口径装置，其特征在于包括卡式平行光管1、斜方棱镜组2、光轴偏差测量系统3、平台5和调整支架6；卡式平行光管1通过调整支架6置于平台5上，斜方棱镜组2位于卡式平行光管1的前端面，调整位置使得360°能够接收位于卡式平行光管1相对一侧的被测产品内所有传感器的光束；光轴偏差测量系统置于卡式平行光管1与被测产品之间，光轴偏差测量系统的图像采集CCD摄像机的采集镜头对准卡式平行光管1内的组合目标靶。
所述组合目标靶包括各种形状的可见光、激光转可见光、红外转可见光靶板。
所述光源含可见光、激光、红外工作波段。
一种利用所述测量产品光轴偏差的便携式长焦大口径装置的测量方法，其特征在于步骤如下：
步骤1：调整卡式平行光管1的光轴与被测大口径多传感器产品中可见光轴平行；使得卡式平行光管1的光学系统焦面上的被光源照亮的组合目标靶形成无穷远可见和红外光目标；
步骤2：调整卡式平行光管1前端面的斜方棱镜组2的位置，使得360°能够接收相对一侧的被测产品超出卡式平行光管口径的其他剩余光束；
调整方法：在卡式平行光管1和斜方棱镜组合体出口处放置五棱镜，经纬仪通过五棱镜瞄准目标靶，满足垂直于光轴的精度小于2″，将五棱镜从便携式长焦大口径装置出口的一个边缘移动到另一个边缘，在经纬仪中观察目标像在垂直方向的走动量，当随着五棱镜的移动，目标像走动时，沿光轴方向微量调节目标靶，反复进行，保证五棱镜在便携式长焦大口径装置和斜方棱镜组合体满口径范围内经纬仪中的目标像走动量小于5″；
步骤3：调整光轴偏差测量系统的图像采集CCD摄像机的采集镜头对准卡式平行光管1内的组合目标靶；
步骤4：被测大口径多传感器产品以可见光瞄准卡式平行光管1的可见光目标靶，作为基准光轴，CCD采集并记录当前卡式平行光管1的可见光目标靶的中心位置；切换到激光转可见光靶板后，被测大口径多传感器产品中激光发射的光束在卡式平行光管1的激光转可见光靶板形成可见光斑，CCD再次采集并记录当前卡式平行光管1中激光形成光斑图像位置，计算出可见光靶板中心与激光形成光斑图像中心的偏差像素，并转换为被测产品中激光与可见光之间光轴偏差；
步骤5：被测大口径多传感器产品以可见光瞄准卡式平行光管1的可见光目标靶，作为基准光轴，CCD采集并记录当前卡式平行光管1的可见光目标靶的中心位置；切换到红外转可见光靶板后，保持被测产品不动，调整卡式平行光管1使得红外转可见光靶板在被测产品红外画面中形成的图像中心位置与红外画面中的十字中心重合，计算出可见光靶板中心与红外转可见光靶板中心的偏差像素，并转换为被测产品中红外光与可见光之间的光轴偏差；
切换被测大口径多传感器的传感器，对于每个传感器采用步骤4和步骤5，得到每个传感器的激光与可见光之间光轴偏差和红外光与可见光之间光轴偏差。
有益效果
本发明提出的一种测量产品光轴偏差的便携式长焦大口径装置及测量方法，用斜方棱镜组件扩展卡式平行光管的通光口径，用光轴偏差测量系统自动测量大口径多传感器产品光轴的偏差。方法实现的步骤如下：该装置是在卡塞格林镜筒的基础上进行功能扩展，内置在卡式平行光管焦平面上的组合目标靶可以接收产品发出的激光或红外光并在卡式平行光管1焦平面上形成可见光斑；斜方棱镜组能够将卡式平行光管有效口径外的光束导入装置内，并保证两者的平行差≤5″；光轴偏差测量系统对准卡式平行光管口径内但与卡式平行光管分离，CCD用于采集并记录任意一次会聚在卡式平行光管焦平面上的产品光斑位置，光轴偏差测量系统的测试软件能够快速解算出产品光斑落在CCD不同位置的两个像素中心之间的偏差，并转换显示出两个光轴的角度偏差。
本发明的优点是，用斜方棱镜组件扩展卡式平行光管的通光口径，用光轴偏差测量系统自动测量大口径多传感器产品光轴的偏差。该发明提供了一种自动测量产品光轴偏差的卡式平行光管1及方法，通用于产品过程装配和外场维修，测试步骤简单、测量精度高，在保证产品精度的前提下，提高了工作效率，降低了装配成本，在大口径多传感器产品装配领域有着广泛的应用前景。
附图说明
图1：本发明测量系统示意图
具体实施方式
现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：
见图1：包括卡式平行光管1、斜方棱镜组2、光轴偏差测量系统3、平台5和调整支架6；卡式平行光管1通过调整支架6置于平台5上，斜方棱镜组2位于卡式平行光管1的前端面，调整位置使得360°能够接收位于卡式平行光管1相对一侧的被测产品内所有传感器的光束；光轴偏差测量系统置于卡式平行光管1与被测产品之间，光轴偏差测量系统的图像采集CCD摄像机的采集镜头对准卡式平行光管1内的组合目标靶。
所述组合目标靶包括各种形状的可见光、激光转可见光、红外转可见光靶板。
所述光源含可见光、激光、红外工作波段。
测量产品光轴偏差的测量方法，其特征在于步骤如下：
步骤1：调整卡式平行光管1的光轴与被测大口径多传感器产品中可见光轴平行；使得卡式平行光管1的光学系统焦面上的被光源照亮的组合目标靶形成无穷远可见和红外光目标；
步骤2：调整卡式平行光管1前端面的斜方棱镜组2的位置，使得360°能够接收相对一侧的被测产品超出卡式平行光管口径的其他剩余光束；
调整方法：在卡式平行光管1和斜方棱镜组合体出口处放置五棱镜，经纬仪通过五棱镜瞄准目标靶，满足垂直于光轴的精度小于2″，将五棱镜从便携式长焦大口径装置出口的一个边缘移动到另一个边缘，在经纬仪中观察目标像在垂直方向的走动量，当随着五棱镜的移动，目标像走动时，沿光轴方向微量调节目标靶，反复进行，保证五棱镜在便携式长焦大口径装置和斜方棱镜组合体满口径范围内经纬仪中的目标像走动量小于5″；
步骤3：调整光轴偏差测量系统的图像采集CCD摄像机的采集镜头对准卡式平行光管1内的组合目标靶；
步骤4：被测大口径多传感器产品以可见光瞄准卡式平行光管1的可见光目标靶，作为基准光轴，CCD采集并记录当前卡式平行光管1的可见光目标靶的中心位置；切换到激光转可见光靶板后，被测大口径多传感器产品中激光发射的光束在卡式平行光管1的激光转可见光靶板形成可见光斑，CCD再次采集并记录当前卡式平行光管1中激光形成光斑图像位置，计算出可见光靶板中心与激光形成光斑图像中心的偏差像素，并转换为被测产品中激光与可见光之间光轴偏差；
步骤5：被测大口径多传感器产品以可见光瞄准卡式平行光管1的可见光目标靶，作为基准光轴，CCD采集并记录当前卡式平行光管1的可见光目标靶的中心位置；切换到红外转可见光靶板后，保持被测产品不动，调整卡式平行光管1使得红外转可见光靶板在被测产品红外画面中形成的图像中心位置与红外画面中的十字中心重合，计算出可见光靶板中心与红外转可见光靶板中心的偏差像素，并转换为被测产品中红外光与可见光之间的光轴偏差；
切换被测大口径多传感器的传感器，对于每个传感器采用步骤4和步骤5，得到每个传感器的激光与可见光之间光轴偏差和红外光与可见光之间光轴偏差。

Claims (2)

1.一种测量产品光轴偏差的便携式长焦大口径装置，其特征在于包括卡式平行光管(1)、斜方棱镜组(2)、光轴偏差测量系统(3)、平台(5)和调整支架(6)；卡式平行光管(1)通过调整支架(6)置于平台(5)上，斜方棱镜组(2)位于卡式平行光管(1)的前端面，调整位置使得360°能够接收位于卡式平行光管(1)相对一侧的被测产品内所有传感器的光束；光轴偏差测量系统置于卡式平行光管(1)与被测产品之间，光轴偏差测量系统的图像采集CCD摄像机的采集镜头对准卡式平行光管(1)内的组合目标靶；
所述组合目标靶包括各种形状的可见光、激光转可见光、红外转可见光靶板；
所述光源含可见光、激光、红外工作波段。
2.一种利用权利要求1所述测量产品光轴偏差的便携式长焦大口径装置的测量方法，其特征在于步骤如下：
步骤1：调整卡式平行光管(1)的光轴与被测大口径多传感器产品中可见光轴平行；使得卡式平行光管(1)的光学系统焦面上的被光源照亮的组合目标靶形成无穷远可见和红外光目标；
步骤2：调整卡式平行光管(1)前端面的斜方棱镜组(2)的位置，使得360°能够接收相对一侧的被测产品超出卡式平行光管口径的其他剩余光束；
调整方法：在卡式平行光管(1)和斜方棱镜组合体出口处放置五棱镜，经纬仪通过五棱镜瞄准目标靶，满足垂直于光轴的精度小于2″，将五棱镜从便携式长焦大口径装置出口的一个边缘移动到另一个边缘，在经纬仪中观察目标像在垂直方向的走动量，当随着五棱镜的移动，目标像走动时，沿光轴方向微量调节目标靶，反复进行，保证五棱镜在便携式长焦大口径装置和斜方棱镜组合体满口径范围内经纬仪中的目标像走动量小于5″；
步骤3：调整光轴偏差测量系统的图像采集CCD摄像机的采集镜头对准卡式平行光管(1)内的组合目标靶；
步骤4：被测大口径多传感器产品以可见光瞄准卡式平行光管(1)的可见光目标靶，作为基准光轴，CCD采集并记录当前卡式平行光管(1)的可见光目标靶的中心位置；切换到激光转可见光靶板后，被测大口径多传感器产品中激光发射的光束在卡式平行光管(1)的激光转可见光靶板形成可见光斑，CCD再次采集并记录当前卡式平行光管(1)中激光形成光斑图像位置，计算出可见光靶板中心与激光形成光斑图像中心的偏差像素，并转换为被测产品中激光与可见光之间光轴偏差；
步骤5：被测大口径多传感器产品以可见光瞄准卡式平行光管(1)的可见光目标靶，作为基准光轴，CCD采集并记录当前卡式平行光管(1)的可见光目标靶的中心位置；切换到红外转可见光靶板后，保持被测产品不动，调整卡式平行光管(1)使得红外转可见光靶板在被测产品红外画面中形成的图像中心位置与红外画面中的十字中心重合，计算出可见光靶板中心与红外转可见光靶板中心的偏差像素，并转换为被测产品中红外光与可见光之间的光轴偏差；
切换被测大口径多传感器的传感器，对于每个传感器采用步骤4和步骤5，得到每个传感器的激光与可见光之间光轴偏差和红外光与可见光之间光轴偏差。
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