激光瞄具多轴一致性检测系统研究

激光瞄具是集激光测距、激光制导照射等多光轴为一体的光电系统,在现代武器装备平台上得到了广泛应用。多光轴系统在设计、制造与应用的过程中,各光轴之间的平行性对整个系统的性能和精度都有直接的影响。因此,必须对激光瞄具的多轴平行性进行检测,以提高激光瞄具的精度,从而提高武器的命中率。本文介绍了常规的光轴一致性检测方法,并结合实际的检测精度与要求,设计了一种离轴抛物型的数字化检测系统。通过对系统总体精度进行分析,基本能满足平行度误差为0.05mrad的要求。     

红外脉冲激光测距仪发收光轴一致性测试方法研究

脉冲激光测距中激光发射、接收光轴一致性是其测距性能的保障。针对红外激光测距仪发、收光轴一致性的检测任务,设计了一种基于离轴式大口径平行光管的测量系统。当测量发射光轴时,激光经离轴抛物面反射镜反射后,再经平面反射镜反射汇聚到位于焦平面上的上转换板上,形成可见光光斑,求出光斑中心,以该位置表征激光发射轴;保持焦平面位置不动,将上转换板换下。将自发激光衰减反馈模块的光纤输出端子安装到焦平面定位框上,可以测得脉冲激光测距仪的激光接收轴。计算可得出发、收光轴的偏差角,测试精度为0.05mil。     

远距多光轴平行度检测方法研究

为测量远距离多光轴激光发射系统的光轴平行度,提出了一种检测方法。该方法利用激光自准直仪光学系统的光轴代替被测系统出射光轴,再通过基准变换使两个激光自准直仪互相对准,从而由激光自准直仪测得光轴偏差,得到两出射光轴的空间角度。通过两台激光自准直仪对该方法进行验证,实验结果表明,该方法能够有效地测量远距多光轴的平行度,且由于两激光自准仪相互独立,针对不同距离的多光轴光学设备都可进行光轴角度测量。     

平行度检测仪的设计方法

国内现有的平行度检测方法和检测设备都是用于检测可见光的平行度.对于激光和红外平行度的精密检测,还没有一个好的检测方法.本文介绍了一种既可以检测可见光又可以检测激光、红外平行度的检测仪,并且论述了设计原理、装调方法以及精度的验证,其检测精度可以达到±2″.     

光电制导系统瞄准偏差测试中的基准光轴建立

激光在大气中传输时,光束的弯曲和漂移影响着多光轴光电制导武器系统光轴的瞄准精度和打击精度.在光电制导系统瞄准偏差测试基础上,提出一种外场真实环境下可见光、激光和红外多光轴瞄准系统瞄准偏差测试的基准光轴建立方法,并通过外场实验测得不同距离处基准光轴的偏差.结果表明,在2 km范围内基准光轴误差小于4.5″,满足了多光谱多光轴动态瞄准偏差测试中基准光轴的精度要求.     

多光谱光学系统光学平行性的调校和检验方法探讨

本文主要探讨多光谱光学系统光轴平行性的调校和检验方法,分别提出用 大口径平行光管调校和检测多光谱光学系统光轴平行性的方案和用小口径平行光管 调校和检验多光谱光学系统光轴平行性的方案以及红外、白光系统光轴平行性的调 校和检验的方案。     

多光谱光学系统光学平行性的调校和检验方法探讨

本文主要探讨多光谱光学系统光轴平行性的调校和检验方法,分别提出用大口径平行光管调校和检测多光谱光学系统光轴平行性的方案和用小口径平行光管调校和检验多光谱光学系统光轴平行性的方案以及红外、白光系统光轴平行性的调校和检验的方案。     

基于棱镜的多光轴平行性检测研究

反射棱镜是光学仪器中的一种重要光学元件,起着正像、折转光轴、缩小仪器尺寸等作用。反射棱镜的作用是使光轴变成折线,可以在空间折转,所以应有空间概念,从空间角度来研究物体及其像的共轭关系。本文应用动态光学【1】理论,从理论上分析了棱镜的特点,即对于平面非屋脊棱镜,当反射次数为偶数,出射光轴和入射光轴同向时,棱镜旋转像不产生偏转;对于平面屋脊棱镜,当反射次数为奇数,出射光轴与入射光轴反向,棱镜旋转像不产生偏转。根据该特点,将单个不同形式的棱镜或按一定要求将棱镜组合,使其入射光轴与出射光轴满足上述要求,即可将其应用到多光轴平行性检测中,替代大口径平行光管的作用,实现不受光轴口径限制的多光轴平行性的检测。本文列举了几种具有该特点的棱镜,并将其应用到实际多光轴平行性检测中。     

基于投影统计特征与K均值聚类的十字光斑中心定位算法

以光斑中心准确定位为核心问题的激光三角法广泛应用于轧钢平直度检测系统中。针对湿平整后钢板形貌检测中面临的液滴干扰,为保持光斑中心提取的准确性和鲁棒性,提出了一种十字激光光斑中心定位算法。该算法首先采集所有十字光斑像素在多个方向的投影值,投影方向自图像坐标系X轴正方向开始0到π之间均匀分布;然后通过构建频数直方图,利用K均值聚类算法确定光条投影值边界;最后通过坐标变换求得十字光斑中心坐标。通过计算机仿真与实验,比较了该算法与直线拟合法在施加液滴干扰前后,对十字光斑进行中心定位的精度与鲁棒性。结果表明:该算法在液滴干扰下的重复定位结果可靠,置信度为99%的置信椭圆面积大约相当于三种点激光中心定位算法的2%。因此,该算法不仅能够在液滴干扰下准确定位十字光斑中心,而且使十字激光较点激光体现出更好的重复定位精度。     

基于数字图像处理技术的测量工件平行度的新方法

本文主要介绍了一种测量管状件轴线平行度的新方法。该方法采用激光准直技术结合数字图像处理技术来进行管状件轴类工件的两轴或多轴平行度的测量。其优点是无损检测、测量精度较高、易于实现整个测量过程的自动化和智能化。     

光学瞄具三轴一致性检测系统研究

针对光学瞄具三轴一致性参数对其性能产生的影响,设计一套采用离轴抛物镜、两块分光镜及高精度CCD相机等关键技术,实现光学瞄具白光瞄准轴、红外瞄准轴、激光发射轴三轴一致性检测的系统。分析系统成像光路,建立了三轴一致性的数学计算模型,对检测方法中误差因素进行测量、分析,最后采用精度为0.5″的自准直经纬仪对检测系统进行标定,实验结果表明,检测系统测量误差〈3″。     

光电系统光轴与机械轴同轴度测试方法

同轴度是光学系统的重要技术指标。目前比较先进的方法是利用激光准直方法测量同轴度,但其仅仅认为同轴度属于二维的范畴,忽略了其三维空间性,即在三维空间里水平与俯仰方向同轴度之间的相互影响。因此,提出一种基于三维空间建模的方法,对同轴度进行测试。首先,建立机械轴与光轴的空间关系模型;其次,定位光斑质心;再次,对获得的光斑图像坐标,进行圆轨迹拟合;最后,将光斑圆轨迹上的任一点坐标代入到光轴与机械轴的旋转模型,即可获得二者的同轴度。实验结果表明:俯仰偏转角度对水平偏转角度的影响不可忽略,该方法使水平方向的同轴度测量精度得到显著提高。此方法对于同轴度的评估具有十分重要的应用价值。     

折转光管装校方法研究与误差分析

针对长距离光线折转后光轴平行性精度较低的问题,提出了一种用于高精度折转光管的装校方法。利用数字光电自准直仪、高精度五棱镜和平面反射镜构成了光管准直光线检测系统,对折转光管进行装校。给出五棱镜光线折转的工作原理、自准直光路构建方法、光管装校方法和检测过程中可能存在的误差大小以及修正方法。通过实验证明,利用本文提出的方法及装置可使折转光管光轴平行度达到2″,避免了使用大型平面反射镜装校时,因面形因素产生的误差。检测装置简便、灵巧、精度较高。     

倾斜超高层建筑室内平面坐标传递精度研究

超高层建筑在施工放样工作中分析轴线控制点平面坐标的精度。对于倾斜超高层建筑高精度的控制点坐标传递,采用全站仪与激光准直仪相结合,在楼层上多次分段转折投测,逐段接力将控制点坐标传递到顶层控制点。在各楼层控制点上用全站仪测量出控制点到轴线控制点之间的边长,计算轴线控制点的坐标,并对其坐标精度进行分析。获得超高层建筑施工放样从控制点到轴线控制点多次分段传递平面坐标的集成方法和采用先进测量设备提高轴线控制点坐标的精度集成方法。为选择不同精度的全站仪和激光准直仪快速、准确分析控制点的误差,为优化施工放样方案、指导超高层建筑或倾斜超高层建筑在楼层上施工放样和变形监测工作提供了一种全面、系统方法。     

基于3D激光雷达原理多管火箭炮平行度测量方法研究

针对现行国军标(GJB)中对多管火箭炮炮管平行度的测量方法存在测量精度低、操作复杂等问题,提出一种基于3D激光雷达原理的高精度、数字化的测量方法。利用3D激光雷达系统的非接触测量技术,首先对炮管两端面内放置好的工具球进行坐标测量,然后利用工具球的坐标拟合出定向管两端的圆心,两圆心的连线即为炮管轴线,最后通过计算输出被测炮管轴线与基准炮管轴线的偏离角度信息,实现对多管火箭炮平行度的测量。该方法可以实现20″的多管火箭炮平行度测量,有效的提高测量精度和效率。     

红外镜头光学定心方法研究

针对红外镜头的材料特点和精度要求,提出了一种适用于科研生产的双向光学定心加工方法.从相对180°方向,用两台定心仪同时观察、测量红外透镜组件的两个球心像,根据测量结果重复调节专用的球心像调整工装,调两球心像相对轴线的位置,确定红外透镜组件的理想光轴.结果表明:某红外测量镜头的系统同轴度小于或等于0.02 mm,镜头的焦距相对误差仅为0.2%.