專利名稱:動(dòng)態(tài)靶標(biāo)動(dòng)態(tài)形變測(cè)角誤差的標(biāo)定裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種動(dòng)態(tài)靶標(biāo)動(dòng)態(tài)形變測(cè)角誤差的標(biāo)定裝置，旨在解決傳統(tǒng)標(biāo)定裝置標(biāo)定精度低的問(wèn)題。標(biāo)定裝置包括動(dòng)態(tài)靶標(biāo)和成像裝置；動(dòng)態(tài)靶標(biāo)由軸角編碼器、光源、準(zhǔn)直物鏡和反射鏡組成；成像裝置包括通過(guò)鏡筒依次剛性連接的第一物鏡、漫射板、第二物鏡和CCD，且漫射板位于第一物鏡的像方焦面上，CCD位于第二物鏡的像面上。從光源發(fā)出的光經(jīng)準(zhǔn)直物鏡準(zhǔn)直后入射到反射鏡上，反射鏡的反射光束入射到成像裝置上，由成像裝置采集動(dòng)態(tài)靶標(biāo)的星點(diǎn)像坐標(biāo)。本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、標(biāo)定精度高的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】
動(dòng)態(tài)卽標(biāo)動(dòng)態(tài)形變測(cè)角誤差的標(biāo)定裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型屬光學(xué)領(lǐng)域，設(shè)及一種祀場(chǎng)動(dòng)態(tài)祀標(biāo)動(dòng)態(tài)形變測(cè)角誤差的標(biāo)定裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 光電經(jīng)締儀通常W兩臺(tái)W上為組，布置在首區(qū)、航區(qū)或末區(qū)祀場(chǎng)，在導(dǎo)彈測(cè)控、衛(wèi) 星觀測(cè)、常規(guī)兵器試驗(yàn)時(shí)承擔(dān)彈道測(cè)量任務(wù)，光電經(jīng)締儀的跟蹤速度、跟蹤精度和捕獲能力 等在出廠時(shí)通常要在室內(nèi)用動(dòng)態(tài)祀標(biāo)進(jìn)行模擬測(cè)試。在測(cè)試時(shí)，動(dòng)態(tài)祀標(biāo)W特定速度轉(zhuǎn)動(dòng)， 在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)動(dòng)態(tài)祀標(biāo)往往會(huì)產(chǎn)生微量的機(jī)械形變，運(yùn)種機(jī)械形變直接影響著光電經(jīng)締儀的標(biāo) 定精度。
[0003] 傳統(tǒng)標(biāo)定方法是在動(dòng)態(tài)祀標(biāo)靜止?fàn)顟B(tài)下進(jìn)行的，通過(guò)標(biāo)定動(dòng)態(tài)祀標(biāo)處于不同的空 間位置時(shí)目標(biāo)輸出的空間角，來(lái)確定動(dòng)態(tài)祀標(biāo)的幾何參數(shù)，同時(shí)結(jié)合動(dòng)態(tài)祀標(biāo)旋轉(zhuǎn)軸上的 軸角編碼器讀數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)態(tài)祀標(biāo)的標(biāo)定。運(yùn)種標(biāo)定方法精度較低。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004] 本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、標(biāo)定精度高的動(dòng)態(tài)祀標(biāo)動(dòng) 態(tài)形變測(cè)角誤差的標(biāo)定裝置。
[0005] 本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：
[0006] 動(dòng)態(tài)祀標(biāo)動(dòng)態(tài)形變測(cè)角誤差的標(biāo)定裝置，包括動(dòng)態(tài)祀標(biāo);所述動(dòng)態(tài)祀標(biāo)包括軸角 編碼器、光源和反射鏡;在光源和反射鏡之間的光路上設(shè)置有準(zhǔn)直物鏡;所述軸角編碼器的 旋轉(zhuǎn)軸與動(dòng)態(tài)祀標(biāo)的旋轉(zhuǎn)軸重合;其特殊之處在于:還包括成像裝置;所述成像裝置包括通 過(guò)鏡筒依次剛性連接的第一物鏡、漫射板、第二物鏡和CCD;所述漫射板位于第一物鏡的像 方焦面上;所述CCD位于第二物鏡的像面上;從光源發(fā)出的光經(jīng)準(zhǔn)直物鏡準(zhǔn)直后入射到反射 鏡上，反射鏡的反射光束入射到成像裝置上，由成像裝置采集動(dòng)態(tài)祀標(biāo)的星點(diǎn)像坐標(biāo)。
[0007] 上述標(biāo)定裝置還包括控制分析軟件，用于比對(duì)計(jì)算動(dòng)態(tài)祀標(biāo)W特定角速度運(yùn)動(dòng)時(shí) 產(chǎn)生的機(jī)械形變所引入的角度誤差。
[000引本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是：
[0009] 可對(duì)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)祀標(biāo)的空間角度進(jìn)行精確標(biāo)定，從而對(duì)動(dòng)態(tài)祀標(biāo)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的機(jī) 械形變所引入的空間角度誤差進(jìn)行定量準(zhǔn)確的標(biāo)定。
【附圖說(shuō)明】

[0010] 圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011] 其中：1-光源;2-準(zhǔn)直物鏡;3-軸角編碼器;4-反射鏡;5-第一物鏡;6-漫射板;7-第 二物鏡;8-CCD;9-鏡筒。
【具體實(shí)施方式】
[0012] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0013] 如圖I所示，本實(shí)用新型所提供的動(dòng)態(tài)祀標(biāo)動(dòng)態(tài)形變測(cè)角誤差的標(biāo)定裝置包括動(dòng) 態(tài)祀標(biāo)、成像裝置和控制分析軟件。
[0014] 動(dòng)態(tài)祀標(biāo)包括軸角編碼器3、光源1和反射鏡4;在反射鏡4的入射光的光路上設(shè)置 有準(zhǔn)直物鏡2,并且軸角編碼器3的旋轉(zhuǎn)軸與動(dòng)態(tài)祀標(biāo)的旋轉(zhuǎn)軸重合;準(zhǔn)直物鏡2位于光源1 和反射鏡4之間。
[0015] 成像裝置包括通過(guò)鏡筒9依次剛性連接的第一物鏡5、漫射板6、第二物鏡7和CCD8， 并且漫射板6位于第一物鏡5的像方焦面上，CCD8位于第二物鏡7的像面上。本實(shí)用新型通過(guò) 在第一物鏡5和CCD8之間設(shè)置漫射板6和第二物鏡7,通過(guò)兩次成像將反射鏡4的反射光成像 到CCD8上，可有效避免由于第一物鏡5的焦距過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)致光束不能完全被CCD8接收，從而保證 了標(biāo)定精度。
[0016] 控制分析軟件用于提取軸角編碼器3的實(shí)時(shí)讀數(shù)(即動(dòng)態(tài)祀標(biāo)旋轉(zhuǎn)的角度)和CCD8 采集的星點(diǎn)像坐標(biāo)(動(dòng)態(tài)祀標(biāo)靜態(tài)時(shí)的星點(diǎn)像坐標(biāo)、動(dòng)態(tài)祀標(biāo)W特定角速度旋轉(zhuǎn)時(shí)的星點(diǎn) 像坐標(biāo)），并W此比對(duì)計(jì)算動(dòng)態(tài)祀標(biāo)W特定角速度運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的機(jī)械形變所引入的角度誤 差。
[0017] 采用本實(shí)用新型對(duì)動(dòng)態(tài)祀標(biāo)標(biāo)定時(shí)的具體工作過(guò)程是：
[0018] (1)動(dòng)態(tài)祀標(biāo)處于靜態(tài)時(shí)對(duì)其事先標(biāo)定
[0019] A、調(diào)整成像裝置的位置，使第一物鏡5的光軸與軸角編碼器3的旋轉(zhuǎn)軸同軸；
[0020] B、將動(dòng)態(tài)祀標(biāo)停留在特定位置處(0。〇/ 0"、90° 〇/ 0"、180。〇/ 0"、270。〇/ 0" 運(yùn)四個(gè)位置），并讀取相應(yīng)的軸角編碼器3的示數(shù)0;打開(kāi)光源1并調(diào)整鏡筒9的位置，使第一 物鏡5能夠完全接收反射鏡4處于該特定位置時(shí)反射鏡4輸出的平行光；
[0021] C、步驟（I)B中的平行光經(jīng)第一物鏡5在漫射板6上成像，透過(guò)漫射板6的光經(jīng)第二 物鏡7在CCD8上成像，由CCD8將圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換為星點(diǎn)像坐標(biāo)(Xe, ye)，目為軸角編碼器3的示 數(shù)；
[0022] 上述步驟的具體原理和過(guò)程為：
[0023] 軸角編碼器3示數(shù)為0° 〇/ 0"時(shí)，CCD8拍攝到的星點(diǎn)像坐標(biāo)為(xi，yi);軸角編碼器 3示數(shù)為90° 〇/ 0"時(shí)，CCD8拍攝到的星點(diǎn)像坐標(biāo)為(X2，y2);軸角編碼器3示數(shù)為180° 〇/ 0" 時(shí)，CCD8拍攝到的星點(diǎn)像坐標(biāo)為(X3，y3);軸角編碼器3示數(shù)為270° 〇/ 0"時(shí)，CCD8拍攝到的 星點(diǎn)像坐標(biāo)為(X4，y4);若四個(gè)星點(diǎn)像坐標(biāo)落在同一圓上，則系統(tǒng)調(diào)整到位。該圓方程可表述 為：
[0024]
[0025] 式中，（Xe,ye)為編碼器示數(shù)為目時(shí)，星點(diǎn)像在CCD8上的坐標(biāo)位置。
[0026] (2)動(dòng)態(tài)祀標(biāo)W特定角速度運(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)標(biāo)定
[0027] A、將成像裝置保持步驟(1)中狀態(tài)不變；
[0028] B、使動(dòng)態(tài)祀標(biāo)W特定的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)；
[0029] C、成像裝置實(shí)時(shí)采集動(dòng)態(tài)祀標(biāo)的星點(diǎn)像:經(jīng)準(zhǔn)直物鏡2準(zhǔn)直后輸出的平行光經(jīng)第 一物鏡5在漫射板6上成像，透過(guò)漫射板6的光經(jīng)第二物鏡7在CCD8上成像，由CCD8將動(dòng)態(tài)祀 標(biāo)在各位置處（即動(dòng)態(tài)祀標(biāo)在各空間角度處）的圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的星點(diǎn)像坐標(biāo)(xe'， ye'），e為軸角編碼器的示數(shù)；
[0030] (3)計(jì)算動(dòng)態(tài)祀標(biāo)的機(jī)械形變所引入的角度誤差
[0031] A、控制分析軟件實(shí)時(shí)提取動(dòng)態(tài)祀標(biāo)旋轉(zhuǎn)的角度，即軸角編碼器3的實(shí)時(shí)讀數(shù)0;
[0032] B、控制分析軟件實(shí)時(shí)提取上述步驟（I)C中的星點(diǎn)像坐標(biāo)(Xe, ye)和步驟(2)C中的 星點(diǎn)像坐標(biāo)(X0'，y0'）；
[0033] C、控制分析軟件結(jié)合步驟(3)A、B的數(shù)據(jù)計(jì)算出動(dòng)態(tài)祀標(biāo)W特定角速度旋轉(zhuǎn)，軸角 編碼器的示數(shù)為0時(shí)，動(dòng)態(tài)祀標(biāo)的機(jī)械形變所引入的角度誤差。
[0034] 按照上述步驟(3)，動(dòng)態(tài)祀標(biāo)W特定角速度動(dòng)態(tài)旋轉(zhuǎn)時(shí)，當(dāng)編碼器示數(shù)為0時(shí)，CCD8 采集的星點(diǎn)像坐標(biāo)為(Xe '，ye'），則動(dòng)態(tài)祀標(biāo)的機(jī)械形變引入的角度誤差A(yù) re為：
[0035]
[0036] 式中，0為CCD8單位像素表征的動(dòng)祀標(biāo)角度值。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 動(dòng)態(tài)祀標(biāo)動(dòng)態(tài)形變測(cè)角誤差的標(biāo)定裝置，包括動(dòng)態(tài)祀標(biāo);所述動(dòng)態(tài)祀標(biāo)包括軸角編 碼器、光源和反射鏡;在光源和反射鏡之間的光路上設(shè)置有準(zhǔn)直物鏡;所述軸角編碼器的旋 轉(zhuǎn)軸與動(dòng)態(tài)靶標(biāo)的旋轉(zhuǎn)軸重合;其特征在于:還包括成像裝置； 所述成像裝置包括通過(guò)鏡筒依次剛性連接的第一物鏡、漫射板、第二物鏡和CCD;所述 漫射板位于第一物鏡的像方焦面上;所述CCD位于第二物鏡的像面上； 從光源發(fā)出的光經(jīng)準(zhǔn)直物鏡準(zhǔn)直后入射到反射鏡上，反射鏡的反射光束入射到成像裝 置上，由成像裝置采集動(dòng)態(tài)靶標(biāo)的星點(diǎn)像坐標(biāo)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)態(tài)靶標(biāo)動(dòng)態(tài)形變測(cè)角誤差的標(biāo)定裝置，其特征在于:還包括 控制分析軟件，用于比對(duì)計(jì)算動(dòng)態(tài)靶標(biāo)以特定角速度運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的機(jī)械形變所引入的角度 誤差。
【文檔編號(hào)】G01C25/00GK205719011SQ201620267528
【公開(kāi)日】2016年11月23日
【申請(qǐng)日】2016年3月31日
【發(fā)明人】陳永權(quán), 段亞軒, 李坤, 趙建科, 王濤, 宋琦, 聶申
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所