CN107515101A - 一种光电稳瞄***稳定度测量装置的动态参数校准装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光电稳瞄***稳定度测量装置的动态参数校准装置及方法，将被校光电稳瞄***稳定度测量装置固定在光电平台上，搭建微振动发生器，开启微振动发生器，打开被校光电稳瞄***稳定度测量装置的图像采集***，通过图像采集***采集经光学镜片返回的自准直图像光斑的位置，并将该基准图像光斑位置发送至处理计算机；设置微振动发生器的振动频率和角度偏移范围，使入射到光学镜片上的光束发送偏移；通过图像采集***采集经光学镜片返回的偏移图像光斑的位置，计算光斑的偏移角度。本发明实现了对光电稳瞄***稳定度测量装置的动态校准，解决光电稳瞄***稳定度测量装置的动态参数校准的问题。
Description
技术领域
本发明属于光学测试领域，具体涉及一种适用于光电稳瞄***稳定度测量装置的动态参数校准装置及方法。
背景技术
机载、车载、船载光电平台具有多方位、全天候、高技术侦察和精确打击能力，作为快速、直观获取信息的通道和手段，广泛应用于军事侦察、空间遥感、灾害预报、资源探测等领域。光电稳瞄***作为光电平台的重要组成部分，具备瞄准线稳定功能或图像稳定功能,来实现对目标的精确瞄准与跟踪，进而实现对目标的精确打击，是现代光电武器装备实现精确打击的关键技术。
光电平台工作时受到动载体姿态变化、振动气流扰动等因素影响，不可避免地产生视轴晃动，影响***成像性能。因此，光电稳瞄***稳定精度是光电平台一个非常重要的技术指标，所以众多科研院所、检测部门对不同振动频率条件下的光电稳瞄***稳定度的测量开展了大量的研究，目前对稳瞄***稳定度的实验室检测方法主要有激光器测量法、脱靶量法、PSD法等。其中，基于激光自准直测量原理，利用光电位置传感器(PositionSensitive Detector PSD)或高速数字CMOS相机实时测量光电稳瞄***角位移的检测方法，由于精度高，测量方便得到了广泛的应用。
目前，科研院所、检测部门建立的光电稳瞄***稳定度测量装置大多属于专用测试设备，为了确保性能可靠和参数量值的准确统一，需要解决其量值溯源问题国内的计量检测机构主要针对光电自准直仪建立了一些校准规范和校准装置，但是这些校准装置主要解决了其静态条件下小角度的溯源，并不适合光电稳瞄***稳定度测量装置的动态参数校准，同时一些测试文献采用光电经纬仪对光电稳瞄***稳定度测量装置进行了标定，只是完成了角度定标，也不能反应***的动态特性，难以满足要求。
综上所述，现有技术中对于适合光电稳瞄***稳定度测量装置的动态参数校准问题，尚缺乏有效的解决方案。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种光电稳瞄***稳定度测量装置的动态参数校准装置及方法。
本发明所采用的技术方案是：
一种光电稳瞄***稳定度测量装置的动态参数校准装置，包括多维调整台、微振动发生器、控制***和处理计算机，所述光电稳瞄***稳定度测量装置设置在光电平台上，所述微振动发生器设置在所述多维调整台上，且与光电稳瞄***稳定度测量装置的出射光方向正对，使对不同振动频率条件下的光束微弧度量级的动态角度发生偏移；所述控制***，用于控制多维调整台和设置微振动发生器的频率和角位移；所述处理计算机，用于根据从所述光电稳瞄***稳定度测量装置中采集的光斑图像，获得光束的偏移角度。
进一步的，所述微振动发生器包括包括压电陶瓷位移机构和光学镜片；所述压电陶瓷位移机构固定设置在所述多维调整台上，用于将接收的电信号直接转化为线性位移输出；所述光学镜片粘贴在压电陶瓷位移机构的偏转平台上，所述光学镜片与光电稳瞄***稳定度测量装置的出射光方向正对。
进一步的，所述控制***包括主控制器、步进电机驱动电路、步进电机和人机交互模块，所述主控制器通过步进电机驱动电路驱动步进电机，通过步进电机控制多维调整台调整微振动发生器位置；所述人机交互模块，用于设置微振动发生器的频率和角位移。
一种光电稳瞄***稳定度测量装置的动态参数校准方法，包括以下步骤：
(1)将被校光电稳瞄***稳定度测量装置固定在光电平台上，打开被校光电稳瞄***稳定度测量装置的自准直光学***，光源发出的光通过星点孔，经过准直物镜成平行光后出射；调整被校光电稳瞄***稳定度测量装置的位置，使被校光电稳瞄***稳定度测量装置的出射光轴与光电平台平行；
(2)搭建微振动发生器，将光学镜片粘贴在压电陶瓷位移机构的偏转平台上；将微振动发生器固定设置在多维调整台上，通过多维调整台调整微振动发生器的位置，使光学镜片的中心高度与被校光电稳瞄***稳定度测量装置的出射光轴高度一致，使光学镜片返回的自准直图像光斑位于数码相机的靶面中心；
(3)开启微振动发生器，打开被校光电稳瞄***稳定度测量装置的图像采集***，通过图像采集***采集经光学镜片返回的自准直图像光斑的位置，将该自准直图像光斑的位置标记为基准图像光斑位置，并将该基准图像光斑位置发送至处理计算机；
(4)设置微振动发生器的振动频率和角度偏移范围，使入射到光学镜片上的光束发送偏移；
(5)通过图像采集***采集经光学镜片返回的偏移图像光斑的位置，根据基准图像光斑位置和从图像采集***中采集偏移图像光斑的位置，计算光斑的偏移角度；
(6)重新设置光学传递标准精密微振动发生器的振动频率和角度偏移范围，重复步骤(5)，得到不同振动频率下光斑的偏移角度，求得光斑的偏移角度平均值；
(7)处理计算机根据微振动发生器设定值，与所述步骤(6)中所得的光斑的偏移角度平均值进行比较，校准光电稳瞄***稳定度测量装置。
进一步的，所述光电稳瞄***稳定度测量装置包括自准直光学***和图像采集***，所述图像采集***采用数码相机；所述自准直光学***包括光源、分束镜和准直物镜，光源发出的光经过匀化后照射到准直物镜焦平面的星点孔上，通过准直物镜成平行光；平行光照射到微振动发生器的光学镜片上，通过光学镜片反射的光经过准直物镜并经过分束镜反射后成像到数字相机的靶面上。
进一步的，所述数码相机包括CCD图像传感器和图像采集卡。
进一步的，所述步骤(5)中计算光斑的偏移角度具体过程为：
(5-1)根据基准图像光斑位置和偏移图像光斑位置，得到基准图像光斑位置与偏移图像光斑位置之间关系表达式，并对该关系表达式进行傅里叶变换；
(5-2)对傅里叶变换后的关系表达式进行归一化处理，得到基准图像光斑位置与偏移图像光斑位置之间的归一化互功率谱；
(5-3)对步骤(5-2)得到的归一化互功率谱进行傅里叶逆变换，得到光斑的偏移量；
(5-4)根据光斑的偏移量，求得光斑的偏移角度。
进一步的，基准图像光斑位置与偏移图像光斑位置之间的关系表达式为：
f2(x，y)＝f1(x-x0，y-y0)
其中，f1(x，y)为基准图像光斑位置，(x0,y0)为光束偏移量；f2(x，y)为偏移图像光斑位置；
对基准图像光斑位置与偏移图像光斑位置之间的关系表达式进行傅里叶变换，得到
F2(u，v)＝F1(u，v)exp(-j2π(ux0+vy0))
其中，F1(u，v)和F2(u，v)分别表示f1(x，y)和f2(x，y)的傅里叶变换。
进一步的，基准图像光斑位置和偏移图像光斑位置的归一化互功率谱为：
其中，为F1(u，v)的复共轭；F1(u，v)和F2(u，v)分别表示f1(x，y)和f2(x，y)的傅里叶变换；
对基准图像光斑位置和偏移图像光斑位置的归一化互功率谱的两端进行傅里叶逆变换，得到相位相关函数C(x，y)为：
C(x，y)＝F-1{exp(-j2π(ux0+vy0))}＝δ(x-x0，y-y0)
其中，δ(x-x0，y-y0)为典型的狄拉克函数，该函数在点(x0，y0)处不为0，在其它位置都是0；
根据相位相关函数C(x，y)，求得光束偏移量(x0，y0)，根据光束偏移量(x0，y0)，计算光斑的偏移角度θ′，光斑的偏移角度θ′计算公式为：
其中，f为光电稳瞄***稳定度测量装置的光学***焦距；(x0,y0)为偏移量。
进一步的，在不同频率下，处理计算机采集的各帧偏移图像光斑的偏移角度序列为[θ′1，θ′2，…θ′n]；
则光斑的偏移角度平均值为
其中，θ′i为各帧光斑偏移图像的偏移角度；为偏移角度平均值。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明采用频率和振幅可控的微振动发生器，使光电稳瞄***稳定度测量装置的出射光发生偏移，通过处理计算机从所述光电稳瞄***稳定度测量装置中采集的光斑图像，计算光束的偏移角度；通过控制***控制多维调整台和设置微振动发生器的频率和角位移；实现了对光电稳瞄***稳定度测量装置的动态校准，解决光电稳瞄***稳定度测量装置的动态参数校准的问题；
(2)本发明采用基于压电陶瓷位移机构的精密光学振动发生技术，使微振动发生器的频率和振幅可精确控制，压电陶瓷位移机构可将接收的电信号直接转化为线性位移输出，而且微小的工作电压就能实现微小的位移，与光学镜片一起可以构成精密微振动发生器，可实现不同振动频率条件下的光束微弧度量级的动态角度偏转。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1是本发明实施例公开的光电稳瞄***稳定度测量装置的动态参数校准装置结构示意图；
其中，1、压电陶瓷位移机构，2、光学镜片，3、控制***，4、多维调整台，5、处理计算机，6、光电稳瞄***稳定度测量装置。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
正如背景技术所介绍的，现有技术中存在不适合光电稳瞄***稳定度测量装置的动态参数校准不足，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种光电稳瞄***稳定度测量装置的动态参数校准装置及方法，基于压电陶瓷位移机构的频率和振幅可控的精密光学振动发生技术，研制频率和振幅可精确控制的光学传递标准，解决光电稳瞄***稳定度测量装置的动态参数校准的问题。
本申请的一种典型的实施方式中，如图1所示，提供了一种光电稳瞄***稳定度测量装置的动态参数校准装置，所述光电稳瞄***稳定度测量装置6设置在光电平台上，该动态参数校准装置包多维调整台4、微振动发生器、控制***3和处理计算机5，所述多维调整台4分别设置在光电平台上，所述微振动发生器设置在所述多维调整台4上，微振动发生器与光电稳瞄***稳定度测量装置6的出射光方向正对；所述微振动发生器，用于对不同振动频率条件下的光束微弧度量级的动态角度偏移；所述控制***3，用于控制多维调整台和设置微振动发生器的频率和角位移；所述处理计算机5，用于根据从所述光电稳瞄***稳定度测量装置中采集的光斑图像，获得光束的偏移角度。
本实施例公开的光电稳瞄***稳定度测量装置的动态参数校准装置，采用频率和振幅可控的微振动发生器，使光电稳瞄***稳定度测量装置的出射光发生偏移，通过处理计算机从所述光电稳瞄***稳定度测量装置中采集的光斑图像，计算光束的偏移角度；通过控制***控制多维调整台和设置微振动发生器的频率和角位移；实现了对光电稳瞄***稳定度测量装置的动态校准，解决光电稳瞄***稳定度测量装置的动态参数校准的问题。
本申请的另一实施例中，所述微振动发生器包括压电陶瓷位移机构1和光学镜片2；所述压电陶瓷位移机构1固定设置在所述多维调整台上，用于将接收的电信号直接转化为线性位移输出；所述光学镜片2粘贴在压电陶瓷位移机构的偏转平台上，所述光学镜片与光电稳瞄***稳定度测量装置的出射光方向正对。
本实施例中压电陶瓷位移机构1选用PI公司S330型号的PZT，可以实现x,y两个方向的偏转，为了实现更好的线性，采用闭环设置偏转范围为2mrad，闭环角分辨率达到0.05μrad，线性度为±0.1％，重复性为0.15μrad；光学镜片2选择熔石英材质光学镜片，其大小为Φ25mm，厚度为3mm，质量大小为5g，将光学镜片粘贴于压电陶瓷位移机构偏转平台上，可实现的最大工作频率为900Hz。
本实施公开的光电稳瞄***稳定度测量装置的动态参数校准装置；采用基于压电陶瓷位移机构的精密光学振动发生技术，使微振动发生器的频率和振幅可精确控制，压电陶瓷位移机构可将接收的电信号直接转化为线性位移输出，而且微小的工作电压就能实现微小的位移，与光学镜片一起可以构成精密微振动发生器，可实现不同振动频率条件下的光束微弧度量级的动态角度偏转。
本申请的又一实施例中，所述控制***包括主控制器、步进电机驱动电路、步进电机和人机交互模块，所述主控制器通过步进电机驱动电路驱动步进电机，通过步进电机控制多维调整台调整微振动发生器位置；所述人机交互模块，用于设置微振动发生器的频率和角位移。
本实施公开的光电稳瞄***稳定度测量装置的动态参数校准装置，通过主控制器向步进电机驱动电路发送控制指令驱动步进电机，通过步进电机控制多维调整台调整微振动发生器位置；通过人机交互模块设置微振动发生器的频率和角位移。
本申请的又一实施例中，所述光电稳瞄***稳定度测量装置包括自准直光学***和图像采集***，所述图像采集***采用数码相机；所述自准直光学***包括光源、分束镜和准直物镜，光源发出的光经过匀化后照射到准直物镜焦平面的星点孔上，通过准直物镜成平行光；平行光照射到微振动发生器的光学镜片上，通过光学镜片反射的光经过准直物镜并经过分束镜反射后成像到数字相机的靶面上；所述数码相机包括CCD图像传感器和图像采集卡。
本实施公开的光电稳瞄***稳定度测量装置的动态参数校准装置，采用自准直光学***将光束照射到光学镜片上，通过图像采集***采集经光学镜片反射的光斑。
本申请的另一种典型的实施方式中，提供了一种光电稳瞄***稳定度测量装置的动态参数校准方法，该方法包括以下步骤：
(1)将被校光电稳瞄***稳定度测量装置固定在基准光学平台上，保证自准直光学***的星点孔与数字相机的靶面共轭，打开被校光电稳瞄***稳定度测量装置的自准直光源光学***，源发出的光通过星点孔，经过准直物镜成平行光后出射；调整被校光电稳瞄***稳定度测量装置的位置，使被校光电稳瞄***稳定度测量装置的出射光轴与光电平台平行；
(2)搭建微振动发生器，将光学镜片粘贴在压电陶瓷位移机构的偏转平台上；将微振动发生器固定设置在多维调整台上，通过多维调整台调整微振动发生器的位置，使光学镜片的中心高度与被校光电稳瞄***稳定度测量装置的出射光轴高度一致，使光学镜片返回的自准直图像光斑位于数码相机的靶面中心；
(3)开启微振动发生器，打开被校光电稳瞄***稳定度测量装置的图像采集***，通过图像采集***采集经光学镜片返回的自准直图像光斑的位置，将该自准直图像光斑的位置标记为基准图像光斑位置，并将该基准图像光斑位置发送至处理计算机；
(4)设置微振动发生器的振动频率和角度偏移范围，使入射到光学镜片上的光束发送偏移；
(5)通过图像采集***采集经光学镜片返回的偏移图像光斑的位置，根据基准图像光斑位置和从图像采集***中采集偏移图像光斑的位置，计算光斑的偏移角度；
(6)重新设置光学传递标准精密微振动发生器的振动频率和角度偏移范围，重复步骤(5)，得到不同振动频率下光斑的偏移角度，求得光斑的偏移角度平均值；
(7)处理计算机根据微振动发生器设定值，与所述步骤(7)中所得的光斑的偏移角度平均值进行比较，校准光电稳瞄***稳定度测量装置。
本申请的另一实施方式，上述的步骤(5)中计算光斑的偏移角度具体过程为：
(5-1)基准图像光斑位置为f1(x，y)，f1(x，y)偏移(x0,y0)后的偏移图像光斑位置为f2(x，y)，基准图像光斑位置与偏移图像光斑位置之间关系表达式为：
f2(x，y)＝f1(x-x0，y-y0) (1)
对式(1)进行傅里叶变换，得到
F2(u，v)＝F1(u，v)exp(-j2π(ux0+vy0))
其中，F1(u，v)和F2(u，v)分别表示f1(x，y)和f2(x，y)的傅里叶变换；
(5-2)对傅里叶变换后的关系表达式进行归一化处理，得到基准图像光斑位置与偏移图像光斑位置之间的归一化互功率谱为：
其中，为为F1(u，v)的复共轭；F1(u，v)和F2(u，v)分别表示f1(x，y)和f2(x，y)的傅里叶变换；
(5-3)对式(2)两端进行傅里叶逆变换，得到光斑的偏移量；
得到相位相关函数C(x，y)为：
C(x，y)＝F-1{exp(-j2π(ux0+vy0))}＝δ(x-x0，y-y0)
其中，δ(x-x0，y-y0)为典型的狄拉克函数，该函数在点(x0，y0)处不为0，在其它位置都是0；根据傅里叶变换的平移理论，当两幅图像之间发生平移时，傅里叶变换的幅值不变，互功率谱的相位等于两幅图像的相位差，通过求解归一化的互功率谱的傅里叶逆变换，得到二维狄拉克函数其坐标位置给出了两幅图像之间的位移量；
狄拉克函数用Sinc函数表示，则
其中，C(x，y)为；M为光斑图像的长度，N为光斑图像的宽度，当M或N为奇数时符号取正，偶数时取负；sin(π(Mx-x0))/π(Mx-x0)表示图像x方向Sinc函数；sin(π(My-x0))/π(My-x0)表示图像y方向Sinc函数；
取(x＝1,y＝0)，(x＝0,y＝0)，即可得到光束偏移量(x0，y0)为：
(5-4)根据光斑的偏移量，求得光斑的偏移角度；
则光斑的偏移角度θ′计算公式为：
其中，f为光电稳瞄***稳定度测量装置的光学***焦距；(x0,y0)为偏移量。
本申请的又一实施方式，在不同频率下，处理计算机采集的各帧偏移图像光斑的偏移角度序列为[θ′1，θ′2，…θ′n]；
则光斑的偏移角度平均值为
其中，θ′i为各帧光斑偏移图像的偏移角度；为偏移角度平均值。
从以上的描述中，可以看出，本申请上述的实施例实现了如下技术效果：
(1)本发明采用频率和振幅可控的微振动发生器，使光电稳瞄***稳定度测量装置的出射光发生偏移，通过处理计算机从所述光电稳瞄***稳定度测量装置中采集的光斑图像，计算光束的偏移角度；通过控制***控制多维调整台和设置微振动发生器的频率和角位移；实现了对光电稳瞄***稳定度测量装置的动态校准，解决光电稳瞄***稳定度测量装置的动态参数校准的问题；
(2)本发明采用基于压电陶瓷位移机构的精密光学振动发生技术，使微振动发生器的频率和振幅可精确控制，压电陶瓷位移机构可将接收的电信号直接转化为线性位移输出，而且微小的工作电压就能实现微小的位移，与光学镜片一起可以构成精密微振动发生器，可实现不同振动频率条件下的光束微弧度量级的动态角度偏转。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (10)
1.一种光电稳瞄***稳定度测量装置的动态参数校准装置，其特征是，包括多维调整台、微振动发生器、控制***和处理计算机，所述光电稳瞄***稳定度测量装置设置在光电平台上，所述微振动发生器设置在所述多维调整台上，且与光电稳瞄***稳定度测量装置的出射光方向正对，使对不同振动频率条件下的光束微弧度量级的动态角度发生偏移；所述控制***，用于控制多维调整台和设置微振动发生器的频率和角位移；所述处理计算机，用于根据从所述光电稳瞄***稳定度测量装置中采集的光斑图像，获得光束的偏移角度。
2.根据权利要求1所述的光电稳瞄***稳定度测量装置的动态参数校准装置，其特征是，所述微振动发生器包括包括压电陶瓷位移机构和光学镜片；所述压电陶瓷位移机构固定设置在所述多维调整台上，用于将接收的电信号直接转化为线性位移输出；所述光学镜片粘贴在压电陶瓷位移机构的偏转平台上，所述光学镜片与光电稳瞄***稳定度测量装置的出射光方向正对。
3.根据权利要求1所述的光电稳瞄***稳定度测量装置的动态参数校准装置，其特征是，所述控制***包括主控制器、步进电机驱动电路、步进电机和人机交互模块，所述主控制器通过步进电机驱动电路驱动步进电机，通过步进电机控制多维调整台调整微振动发生器位置；所述人机交互模块，用于设置微振动发生器的频率和角位移。
4.一种光电稳瞄***稳定度测量装置的动态参数校准方法，其特征是，包括以下步骤：
(1)将被校光电稳瞄***稳定度测量装置固定在光电平台上，打开被校光电稳瞄***稳定度测量装置的自准直光学***，光源发出的光通过星点孔，经过准直物镜成平行光后出射；调整被校光电稳瞄***稳定度测量装置的位置，使被校光电稳瞄***稳定度测量装置的出射光轴与光电平台平行；
(2)搭建微振动发生器，将光学镜片粘贴在压电陶瓷位移机构的偏转平台上；将微振动发生器固定设置在多维调整台上，通过多维调整台调整微振动发生器的位置，使光学镜片的中心高度与被校光电稳瞄***稳定度测量装置的出射光轴高度一致，使光学镜片返回的自准直图像光斑位于数码相机的靶面中心；
(3)开启微振动发生器，打开被校光电稳瞄***稳定度测量装置的图像采集***，通过图像采集***采集经光学镜片返回的自准直图像光斑的位置，将该自准直图像光斑的位置标记为基准图像光斑位置，并将该基准图像光斑位置发送至处理计算机；
(4)设置微振动发生器的振动频率和角度偏移范围，使入射到光学镜片上的光束发送偏移；
(5)通过图像采集***采集经光学镜片返回的偏移图像光斑的位置，根据基准图像光斑位置和从图像采集***中采集偏移图像光斑的位置，计算光斑的偏移角度；
(6)重新设置光学传递标准精密微振动发生器的振动频率和角度偏移范围，重复步骤(5)，得到不同振动频率下光斑的偏移角度，求得光斑的偏移角度平均值；
(7)处理计算机根据微振动发生器设定值，与所述步骤(6)中所得的光斑的偏移角度平均值进行比较，校准光电稳瞄***稳定度测量装置。
5.根据权利要求4所述的光电稳瞄***稳定度测量装置的动态参数校准方法，其特征是，所述光电稳瞄***稳定度测量装置包括自准直光学***和图像采集***，所述图像采集***采用数码相机；所述自准直光学***包括光源、分束镜和准直物镜，光源发出的光经过匀化后照射到准直物镜焦平面的星点孔上，通过准直物镜成平行光；平行光照射到微振动发生器的光学镜片上，通过光学镜片反射的光经过准直物镜并经过分束镜反射后成像到数字相机的靶面上。
6.根据权利要求5所述的光电稳瞄***稳定度测量装置的动态参数校准方法，其特征是，所述数码相机包括CCD图像传感器和图像采集卡。
7.根据权利要求1所述的光电稳瞄***稳定度测量装置的动态参数校准方法，其特征是，所述步骤(5)中计算光斑的偏移角度具体过程为：
(5-1)根据基准图像光斑位置和偏移图像光斑位置，得到基准图像光斑位置与偏移图像光斑位置之间关系表达式，并对该关系表达式进行傅里叶变换；
(5-2)对傅里叶变换后的关系表达式进行归一化处理，得到基准图像光斑位置与偏移图像光斑位置之间的归一化互功率谱；
(5-3)对步骤(5-2)得到的归一化互功率谱进行傅里叶逆变换，得到光斑的偏移量；
(5-4)根据光斑的偏移量，求得光斑的偏移角度。
8.根据权利要求7所述的光电稳瞄***稳定度测量装置的动态参数校准方法，其特征是，基准图像光斑位置与偏移图像光斑位置之间的关系表达式为：
f2(x，y)＝f1(x-x0，y-y0)
其中，f1(x，y)为基准图像光斑位置，(x0,y0)为光束偏移量；f2(x，y)为偏移图像光斑位置；
对基准图像光斑位置与偏移图像光斑位置之间的关系表达式进行傅里叶变换，得到
F2(u，v)＝F1(u，v)exp(-j2π(ux0+vy0))
其中，F1(u，v)和F2(u，v)分别表示f1(x，y)和f2(x，y)的傅里叶变换。
9.根据权利要求8所述的光电稳瞄***稳定度测量装置的动态参数校准方法，其特征是，基准图像光斑位置和偏移图像光斑位置的归一化互功率谱为：
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<mo>,</mo>
<mi>v</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<msubsup>
<mi>F</mi>
<mn>1</mn>
<mo>*</mo>
</msubsup>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>u</mi>
<mo>,</mo>
<mi>v</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>|</mo>
</mrow>
</mfrac>
<mo>=</mo>
<mi>exp</mi>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mo>-</mo>
<mi>j</mi>
<mn>2</mn>
<mi>&pi;</mi>
<mo>(</mo>
<mrow>
<msub>
<mi>ux</mi>
<mn>0</mn>
</msub>
<mo>+</mo>
<msub>
<mi>vy</mi>
<mn>0</mn>
</msub>
</mrow>
<mo>)</mo>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
其中，为F1(u，v)的复共轭；F1(u，v)和F2(u，v)分别表示f1(x，y)和f2(x，y)的傅里叶变换；
对基准图像光斑位置和偏移图像光斑位置的归一化互功率谱的两端进行傅里叶逆变换，得到相位相关函数C(x，y)为：
C(x，y)＝F-1{exp(-j2π(ux0+vy0))}＝δ(x-x0，y-y0)
其中，δ(x-x0，y-y0)为典型的狄拉克函数，该函数在点(x0，y0)处不为0，在其它位置都是0；
根据相位相关函数C(x，y)，求得光束偏移量(x0，y0)，根据光束偏移量(x0，y0)，计算光斑的偏移角度θ′，光斑的偏移角度θ′计算公式为：
<mrow>
<msup>
<mi>&theta;</mi>
<mo>&prime;</mo>
</msup>
<mo>=</mo>
<mi>a</mi>
<mi>r</mi>
<mi>c</mi>
<mi>t</mi>
<mi>a</mi>
<mi>n</mi>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mfrac>
<msqrt>
<mrow>
<msubsup>
<mi>x</mi>
<mn>0</mn>
<mn>2</mn>
</msubsup>
<mo>+</mo>
<msubsup>
<mi>y</mi>
<mn>0</mn>
<mn>2</mn>
</msubsup>
</mrow>
</msqrt>
<mi>f</mi>
</mfrac>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
其中，f为光电稳瞄***稳定度测量装置的光学***焦距；(x0,y0)为偏移量。
10.根据权利要求9所述的光电稳瞄***稳定度测量装置的动态参数校准方法，其特征是，在不同频率下，处理计算机采集的各帧偏移图像光斑的偏移角度序列为[θ′1，θ′2，…θ′n]；
则光斑的偏移角度平均值为
<mrow>
<mover>
<msup>
<mi>&theta;</mi>
<mo>&prime;</mo>
</msup>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mn>1</mn>
<mi>n</mi>
</mfrac>
<munderover>
<mi>&Sigma;</mi>
<mrow>
<mi>i</mi>
<mo>=</mo>
<mn>1</mn>
</mrow>
<mi>n</mi>
</munderover>
<msubsup>
<mi>&theta;</mi>
<mi>i</mi>
<mo>&prime;</mo>
</msubsup>
</mrow>
其中，θ′i为各帧光斑偏移图像的偏移角度；为偏移角度平均值。
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110806307A (zh) * | 2019-11-19 | 2020-02-18 | 中国兵器装备集团自动化研究所 | 一种光电稳瞄***稳定精度快速检测方法 |
| CN112504164A (zh) * | 2020-12-23 | 2021-03-16 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 | 可动态测量平面光学元件面形的测量装置及方法 |
| CN112756801A (zh) * | 2020-12-18 | 2021-05-07 | 浙江泰仑电力集团有限责任公司 | 基于镜片微振与转向控制的激光异物清除装置及方法 |
| CN112903246A (zh) * | 2021-01-20 | 2021-06-04 | 西安应用光学研究所 | 一种粗精组合二级稳定光电***稳定精度的测量方法 |
| CN114002706A (zh) * | 2021-10-29 | 2022-02-01 | 中国电子产品可靠性与环境试验研究所（（工业和信息化部电子第五研究所）（中国赛宝实验室）） | 光电稳瞄测量***的测量方法、装置、计算机设备 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB581160A (en) * | 1939-11-08 | 1946-10-03 | Nash & Thompson Ltd | Improvements in and relating to electrical range finders |
| JP2000308618A (ja) * | 1999-04-28 | 2000-11-07 | Agency Of Ind Science & Technol | 視線計測方法、視線計測装置 |
| CN1727864A (zh) * | 2005-01-13 | 2006-02-01 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 一种便携式光学观测瞄准仪器的静态角度检测装置 |
| CN102735431A (zh) * | 2012-06-21 | 2012-10-17 | 中国兵器工业第二0五研究所 | 光电稳瞄***的瞄准线稳定精度测量方法 |
| CN103116173A (zh) * | 2013-01-25 | 2013-05-22 | 四川九洲电器集团有限责任公司 | 用于光电跟踪的误差检验装置 |
| CN103226327A (zh) * | 2013-04-09 | 2013-07-31 | 西安应用光学研究所 | 光电稳瞄***瞄准线静态漂移的自动补偿方法 |
| CN104792500A (zh) * | 2015-04-20 | 2015-07-22 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 光学***光束指向稳定性的诊断方法 |
| CN205482980U (zh) * | 2016-01-21 | 2016-08-17 | 北京理工大学 | 光学瞄准用标定检测装置 |
| CN106226759A (zh) * | 2016-08-22 | 2016-12-14 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 | 一种跟踪稳定度测试装置及方法 |
-
2017
- 2017-09-04 CN CN201710786180.4A patent/CN107515101B/zh active Active
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB581160A (en) * | 1939-11-08 | 1946-10-03 | Nash & Thompson Ltd | Improvements in and relating to electrical range finders |
| JP2000308618A (ja) * | 1999-04-28 | 2000-11-07 | Agency Of Ind Science & Technol | 視線計測方法、視線計測装置 |
| CN1727864A (zh) * | 2005-01-13 | 2006-02-01 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 一种便携式光学观测瞄准仪器的静态角度检测装置 |
| CN102735431A (zh) * | 2012-06-21 | 2012-10-17 | 中国兵器工业第二0五研究所 | 光电稳瞄***的瞄准线稳定精度测量方法 |
| CN103116173A (zh) * | 2013-01-25 | 2013-05-22 | 四川九洲电器集团有限责任公司 | 用于光电跟踪的误差检验装置 |
| CN103226327A (zh) * | 2013-04-09 | 2013-07-31 | 西安应用光学研究所 | 光电稳瞄***瞄准线静态漂移的自动补偿方法 |
| CN104792500A (zh) * | 2015-04-20 | 2015-07-22 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 光学***光束指向稳定性的诊断方法 |
| CN205482980U (zh) * | 2016-01-21 | 2016-08-17 | 北京理工大学 | 光学瞄准用标定检测装置 |
| CN106226759A (zh) * | 2016-08-22 | 2016-12-14 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 | 一种跟踪稳定度测试装置及方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 孙强: "光电稳瞄***稳定度测量与校准装置设计", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库信息科技辑》 * |
| 孙辉 等: "动载体光电平台视轴稳定精度的检测", 《光学精密工程》 * |
| 孟阳阳: "二维自准直仪FPGA设计与标定技术的研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库信息科技辑》 * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110806307A (zh) * | 2019-11-19 | 2020-02-18 | 中国兵器装备集团自动化研究所 | 一种光电稳瞄***稳定精度快速检测方法 |
| CN112756801A (zh) * | 2020-12-18 | 2021-05-07 | 浙江泰仑电力集团有限责任公司 | 基于镜片微振与转向控制的激光异物清除装置及方法 |
| CN112504164A (zh) * | 2020-12-23 | 2021-03-16 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 | 可动态测量平面光学元件面形的测量装置及方法 |
| CN112903246A (zh) * | 2021-01-20 | 2021-06-04 | 西安应用光学研究所 | 一种粗精组合二级稳定光电***稳定精度的测量方法 |
| CN114002706A (zh) * | 2021-10-29 | 2022-02-01 | 中国电子产品可靠性与环境试验研究所（（工业和信息化部电子第五研究所）（中国赛宝实验室）） | 光电稳瞄测量***的测量方法、装置、计算机设备 |
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