CN102168976A - 倾斜接触式激光陀螺自动调腔*** - Google Patents

倾斜接触式激光陀螺自动调腔*** Download PDF

Info

Publication number
CN102168976A
CN102168976A CN 201110006727 CN201110006727A CN102168976A CN 102168976 A CN102168976 A CN 102168976A CN 201110006727 CN201110006727 CN 201110006727 CN 201110006727 A CN201110006727 A CN 201110006727A CN 102168976 A CN102168976 A CN 102168976A
Authority
CN
China
Prior art keywords
control system
inclination contact
resonant cavity
image
main control
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN 201110006727
Other languages
English (en)
Inventor
荣伟彬
马立
何正峰
欧阳航空
孙立宁
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Harbin Institute of Technology
Original Assignee
Harbin Institute of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Harbin Institute of Technology filed Critical Harbin Institute of Technology
Priority to CN 201110006727 priority Critical patent/CN102168976A/zh
Publication of CN102168976A publication Critical patent/CN102168976A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Gyroscopes (AREA)

Abstract

倾斜接触式激光陀螺自动调腔***。它涉及自动控制领域。本发明解决了现有方法无法准确调腔的问题，以及使用示波器测量中所存在的操作过程繁琐，采样速率较低和频谱曲线失真缺点。图像识别***捕捉光阑和输出光的光斑图像；损耗检测***采集输出光，并转换为电信号；主控计算机处理捕捉到的图像，获得光斑和光阑中心点坐标，计算得到光斑和光阑位置的偏差大小，作为粗调参数；处理电信号绘制出频谱分布图，计算得到损耗值的大小，作为精调参数；倾斜接触式调腔机构及其控制***由运动控制***和两套结构相同三自由度倾斜接触式机械手组成，通过控制***所接收到的参数控制调整上两个工位球面镜在谐振腔体的光胶面上的位置，从而实现自动调腔。

Description

倾斜接触式激光陀螺自动调腔***
技术领域
本发明涉及自动控制领域。
背景技术
激光陀螺是捷联式惯性导航***的理想器件，尤其在军事领域，激光陀螺更占有举足轻重的地位。而调腔是激光陀螺制造过程中的一个难点。调腔的精度不但直接关系到谐振腔能否产生激光，而且还直接影响着激光陀螺的各项性能指标。我国激光陀螺调腔装配工艺较落后，长期以来主要采用人工方式。以人工方式进行调腔，对于操作者的经验和技巧要求很高，劳动强度大，效率低下，且由于存在经验、情绪等不确定因素，调腔质量不稳定，严重制约了产品产量的提高和质量的控制。现有调腔方式对激光光斑的位置和模式只能进行定性的估计，无法得到准确的定量描述；而在使用示波器测量激光模式损耗时，不仅操作过程繁琐，而且采样速率较低，频谱曲线失真，无法正确反映各个模式的频谱分布情况。
发明内容
本发明为了解决现有方法无法准确调腔的问题，以及使用示波器测量中所存在的操作过程繁琐，采样速率较低和频谱曲线失真缺点，而提出了一种倾斜接触式激光陀螺自动调腔***。
倾斜接触式激光陀螺自动调腔***由倾斜接触式调腔机构及其控制***、图像识别***、损耗检测***和主控计算机组成；
倾斜接触式调腔机构及其控制***由运动控制***和两套三自由度倾斜接触式机械手组成，所述的两套三自由度倾斜接触式机械手结构相同，分别用于谐振腔体上两个工位球面镜的调整；
图像识别***、用于捕捉谐振腔体的光阑和输出光的光斑图像，并将捕捉到的图像发送给主控计算机；
损耗检测***、用于采集谐振腔体的输出光，并转换为电信号发送给主控计算机；
主控计算机、用于处理捕捉到的图像，获得光斑和光阑中心点坐标，计算得到光斑和光阑位置的偏差大小，作为运动控制***的自动搜索的粗调参数；还用于处理电信号绘制出频谱分布图，计算得到损耗值的大小，作为运动控制***的自动搜索的精调参数；
倾斜接触式调腔机构及其控制***、用于通过运动控制***所接收到的粗调参数和精调参数分别控制两套三自由度倾斜接触式机械手的动作，所述的两套三自由度倾斜接触式机械手分别用于调整上两个工位球面镜在谐振腔体的光胶面上的位置。
本发明的自动调腔***，以自动调腔机构代替人工操作，并对光斑位置进行直观且准确的描述，将光斑位置偏差量化，同时提高激光模式损耗的采样频率，获取高保真的频谱曲线，实时反映各个模式下的频谱分布情况。实现的技术方案是：采用两套三自由度倾斜接触式机械手调整两球面镜在谐振腔体的光胶面上的位置，定位精确、稳定；以图像识别***代替人眼识别获得的光斑和光阑位置偏差，减小了人为误差的影响，并给出偏差的定量描述，为调腔的粗调提供了参考；通过损耗检测***可以在调腔过程中获得损耗值的大小，与使用示波器在调腔完成后测量相比，可以使谐振腔的损耗值更准确、更小；通过粗调、精调算法实现球面镜位置的自动搜索，从面实现自动调腔，提高调腔的质量和效率。本发明专利技术指标：球面镜位置调整分辨率：1um；位置调整范围±5mm；光斑位置分辨率：10um；光损耗值：＜0.1％。
附图说明
图1为本发明的***的结构示意图；图2为本发明的图像识别***的结构示意图；图3为本发明的损耗检测***的结构示意图；图4为光阑和光斑位置示意图；图5为损耗最小值点的搜索算法示意图；图6为光阑和光斑位置提取效果图；图7为激光损耗频谱分布图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1至图7说明本实施方式，本实施方式倾斜接触式激光陀螺自动调腔***，用于调整两个工位球面镜在谐振腔体的光胶面上的位置；
它由倾斜接触式调腔机构及其控制***1、图像识别***2、损耗检测***3和主控计算机4组成；
倾斜接触式调腔机构及其控制***1由运动控制***11和两套三自由度倾斜接触式机械手12组成，所述的两套三自由度倾斜接触式机械手12结构相同，分别用于谐振腔体上两个工位球面镜的调整；
图像识别***2、用于捕捉谐振腔体的光阑和输出光的光斑图像，并将捕捉到的图像发送给主控计算机4；
损耗检测***3、用于采集谐振腔体的输出光，并转换为电信号发送给主控计算机4；
主控计算机4、用于处理捕捉到的图像，获得光斑和光阑中心点坐标，计算得到光斑和光阑位置偏差的大小，作为运动控制***11的自动搜索的粗调参数；还用于处理电信号绘制出频谱分布图，计算得到损耗值的大小，作为运动控制***11的自动搜索的精调参数；
倾斜接触式调腔机构及其控制***1、用于通过运动控制***11所接收到的粗调参数和精调参数分别控制两套三自由度倾斜接触式机械手的动作，所述的两套三自由度倾斜接触式机械手分别用于调整上两个工位球面镜在谐振腔体的光胶面上的位置。
由以上几部分构成一全闭环控制***，采用粗调与精调相结合方式完成调腔。初始情况下，谐振腔体的光阑B和输出光的光斑A中心点位置偏差较大，采用运动控制***11中的PID控制方法控制驱动两套三自由度倾斜接触式机械手运动，粗调球面镜的位置使得谐振腔体的光阑B和输出光的光斑A中心偏差缩小到一定阈值C内，如图4和图6，完成粗调；当谐振腔体的输出光的光斑A和光阑B中心偏差在粗调的阈值范围之内，运动控制***11再以一定步长单步控制驱动两套三自由度倾斜接触式机械手运动，每行走一步都通过损耗检测***3获取该位置损耗频谱分布曲线发送给主控计算机4，主控计算机4计算得出该位置损耗值，并将该位置损耗值与之前最小损耗值对比，获取当前情况下的最小损耗，如图7，直至走完一预定回路；提取前面最小损耗时的坐标位置，同样采用运动控制***11中的PID控制方法控制驱动两套三自由度倾斜接触式机械手运动，精调球面镜的位置到损耗最小值点，如图5，完成精调，将球面镜定位，完成光胶。
具体实施方式二：结合图2说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一不同点在于图像识别***2由屈光筒21、CCD摄像机22和图像采集卡23组成，CCD摄像机22上的镜头上安装有屈光筒21，谐振腔体的输出光束通过屈光筒21入射至CCD摄像机22的镜头内，CCD摄像机22的图像信号输出端连接图像采集卡23的图像信号输入端，图像采集卡23的图像数据输出端连接主控计算机4的图像数据输入端。其它组成和连接方式与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图3说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一或二不同点在于损耗检测***3由光电倍增管31、前置放大器32、高速数据采集模块33和锯齿波发生器34组成，锯齿波发生器34驱动光源产生参考光，参考光是在一定频率范围内作周期性扫描的光，所述参考光入射至谐振腔体，并在所述腔体内形成稳定振荡，光电倍增管31的采集端采集谐振腔体的输出光，并将所述输出光放大并转换成电信号后输出给前置放大器32，前置放大器32输出信号给高速数据采集模块33，高速数据采集模块33输出信号给主控计算机4；并且高速数据采集模块33安装在主控计算机4的PCI插槽内。其它组成和连接方式与具体实施方式一或二相同。这种高频率采样方式，避免了频谱曲线失真。
本发明内容不仅限于上述各实施方式的内容，其中一个或几个具体实施方式的组合同样也可以实现发明的目的。

Claims (3)

1.倾斜接触式激光陀螺自动调腔***，其特征在于它由倾斜接触式调腔机构及其控制***(1)、图像识别***(2)、损耗检测***(3)和主控计算机(4)组成；
倾斜接触式调腔机构及其控制***(1)由运动控制***(11)和两套三自由度倾斜接触式机械手(12)组成，所述的两套三自由度倾斜接触式机械手(12)结构相同，分别用于谐振腔体上两个工位球面镜的调整；
图像识别***(2)、用于捕捉谐振腔体的光阑和输出光的光斑图像，并将捕捉到的图像发送给主控计算机(4)；
损耗检测***(3)、用于采集谐振腔体的输出光，并转换为电信号发送给主控计算机(4)；
主控计算机(4)、用于处理捕捉到的图像，获得光斑和光阑中心点坐标，计算得到光斑和光阑位置的偏差大小，作为运动控制***(11)的自动搜索的粗调参数；还用于处理电信号绘制出频谱分布图，计算得到损耗值的大小，作为运动控制***(11)的自动搜索的精调参数；
倾斜接触式调腔机构及其控制***(1)、用于通过运动控制***(11)所接收到的粗调参数和精调参数分别控制两套三自由度倾斜接触式机械手的动作，所述的两套三自由度倾斜接触式机械手分别用于调整上两个工位球面镜在谐振腔体的光胶面上的位置。
2.根据权利要求1所述的倾斜接触式激光陀螺自动调腔***，其特征在于图像识别***(2)由屈光筒(21)、CCD摄像机(22)和图像采集卡(23)组成，CCD摄像机(22)上的镜头上安装有屈光筒(21)，谐振腔体的输出光束通过屈光筒(21)入射至CCD摄像机(22)的镜头内，CCD摄像机(22)的图像信号输出端连接图像采集卡(23)的图像信号输入端，图像采集卡(23)的图像数据输出端连接主控计算机(4)的图像数据输入端。
3.根据权利要求1或2所述的倾斜接触式激光陀螺自动调腔***，其特征在于损耗检测***(3)由光电倍增管(31)、前置放大器(32)、高速数据采集模块(33)和锯齿波发生器(34)组成，锯齿波发生器(34)驱动光源产生参考光，所述参考光入射至谐振腔体，并在所述腔体内形成稳定振荡，光电倍增管(31)的采集端采集谐振腔体的输出光，并将所述输出光放大并转换成电信号后输出给前置放大器(32)，前置放大器(32)输出信号给高速数据采集模块(33)，高速数据采集模块(33)输出信号给主控计算机(4)。
CN 201110006727 2011-01-13 2011-01-13 倾斜接触式激光陀螺自动调腔*** Pending CN102168976A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201110006727 CN102168976A (zh) 2011-01-13 2011-01-13 倾斜接触式激光陀螺自动调腔***

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201110006727 CN102168976A (zh) 2011-01-13 2011-01-13 倾斜接触式激光陀螺自动调腔***

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102168976A true CN102168976A (zh) 2011-08-31

Family

ID=44490227

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 201110006727 Pending CN102168976A (zh) 2011-01-13 2011-01-13 倾斜接触式激光陀螺自动调腔***

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102168976A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103454925A (zh) * 2013-09-23 2013-12-18 上海大学 机械抖动激光陀螺合光调整***
CN104713573A (zh) * 2013-12-11 2015-06-17 中国航空工业第六一八研究所 一种激光陀螺衍射损耗的测量方法
CN114396929A (zh) * 2021-11-30 2022-04-26 华中光电技术研究所（中国船舶重工集团公司第七一七研究所） 一种激光陀螺腔体光阑孔形位公差检测方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1603752A (zh) * 2004-10-28 2005-04-06 金世龙 一种激光陀螺调腔方法及其使用的光路程长控制镜

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1603752A (zh) * 2004-10-28 2005-04-06 金世龙 一种激光陀螺调腔方法及其使用的光路程长控制镜

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
《高技术通讯》 20070228 沈扬 等 基于视觉的环形激光陀螺自动调腔*** 第135-141页 1-3 第17卷, 第2期 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103454925A (zh) * 2013-09-23 2013-12-18 上海大学 机械抖动激光陀螺合光调整***
CN103454925B (zh) * 2013-09-23 2016-02-17 上海大学 机械抖动激光陀螺合光调整***
CN104713573A (zh) * 2013-12-11 2015-06-17 中国航空工业第六一八研究所 一种激光陀螺衍射损耗的测量方法
CN114396929A (zh) * 2021-11-30 2022-04-26 华中光电技术研究所（中国船舶重工集团公司第七一七研究所） 一种激光陀螺腔体光阑孔形位公差检测方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105511123B (zh) 一种基于机械手臂的高精度自动光学检测***及方法
CN103674839A (zh) 一种基于光斑检测的可视化样品定位操作***及方法
CN109714535A (zh) 一种基于色差的自动对焦机器视觉测量装置及方法
CN202771098U (zh) Pc界面操控式成像显微镜
CN105959630B (zh) 基于远距离光电摄像的飞机姿态近距离观测***与方法
CN102168976A (zh) 倾斜接触式激光陀螺自动调腔***
CN109254010A (zh) 一种受电弓检测装置及检测方法
CN109991900A (zh) 嵌入式导星处理***
CN102081218B (zh) 影像测量仪的对焦装置
CN103454925B (zh) 机械抖动激光陀螺合光调整***
CN108305290B (zh) 一种动目标的精确测谱方法
CN104811244A (zh) 基于激光章动的空间光到单模光纤的耦合***
CN112393744B (zh) 一种具有测频功能的mems陀螺在线激光修调***及方法
KR101547108B1 (ko) 카메라 모듈 자재 정렬 방법 및 카메라 모듈 제조 방법
CN111380833B (zh) 基于多目视觉的除杂***
EP3333608B1 (en) Image capturing appartus and focusing method thereof
CN102252690B (zh) 激光模式与光阑的相对位置测量***及其测量方法
US10298833B2 (en) Image capturing apparatus and focusing method thereof
US10129474B2 (en) Observation apparatus, measurement system and observation method
CN107843969A (zh) 一种多焦点扫频oct调焦装置及其方法
US11741632B2 (en) System, information processing method, method of manufacturing product, and recording medium with images of object that moves relative to cameras being captured at predetermined intervals and having different image capture times
CN211490109U (zh) 一种激光三维蚀刻***
CN114114564A (zh) 一种基于视觉探测的空间光-光纤耦合装置和方法
CN104122204B (zh) 一种压电驱动测量跟踪方法、***及使用方法
TWI411862B (zh) 影像量測對焦系統及方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20110831