CN115420691B - 遥测收发装置的校正***、方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents
遥测收发装置的校正***、方法、装置、设备及存储介质 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115420691B CN115420691B CN202211365387.1A CN202211365387A CN115420691B CN 115420691 B CN115420691 B CN 115420691B CN 202211365387 A CN202211365387 A CN 202211365387A CN 115420691 B CN115420691 B CN 115420691B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- laser
- subsystem
- coaxial
- light source
- signal
- 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.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/27—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands using photo-electric detection ; circuits for computing concentration
- G01N21/274—Calibration, base line adjustment, drift correction
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
- G01N21/4785—Standardising light scatter apparatus; Standards therefor
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
- G01N21/49—Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
- G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
- G01N21/6402—Atomic fluorescence; Laser induced fluorescence
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/71—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light thermally excited
- G01N21/718—Laser microanalysis, i.e. with formation of sample plasma
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B17/00—Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
- G02B17/08—Catadioptric systems
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
- G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
- G02B7/18—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors
- G02B7/1805—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors for prisms
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
- G01N2021/0106—General arrangement of respective parts
- G01N2021/0112—Apparatus in one mechanical, optical or electronic block
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N2021/1793—Remote sensing
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Pathology (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Microscoopes, Condenser (AREA)
Abstract
本公开提供了一种遥测收发装置的校正方法、装置、设备及存储介质,通过将激光器发射的激光信号射入激光遥测收发装置的光路通道中;分别将辅助光源子***和校正***移入所述激光遥测收发装置不同位置的光路通道中,并点亮所述辅助光源子***的光源,使得所述光源经过所述光路通道作为校准信号;通过调整光学元件位置,使得所述校正***的监测相机所拍摄的激光信号和校准信号的成像满足预设条件时,确定所述激光遥测收发装置处于共轴或共焦工作状态,能够解决光学***存在调校难度大,稳定性差的问题,提高了***稳定性、环境适应性,降低了设备预热时间,提高了信号收集能力。
Description
技术领域
本公开涉及激光遥测领域,尤其涉及一种遥测收发装置的校正***、方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
激光遥测是在大气质量分析、生物气溶胶监测、危化品及有毒有害物质探测等领域中较为常见的技术手段。
激光遥测的信号远距离激发与收集装置大多采用共轴(或同轴)方式,即激光出射光路和返回信号收集光路共轴。共轴状态是由激光遥测收发装置中光学元件之间的位置关系保证的;当激光遥测收发装置在移动过程中受到振动冲击后,光学元件之间的位置关系会发生改变,光路的共轴状态随之受到影响。
激光遥测收发装置的遥测工作距离范围是由激光遥测收发装置中的望远光学子***关键光学元件的参数所确定的。在工作距离范围内,可以通过调整望远光学子***中的变焦元件设定激光遥测收发装置工作的某个特定探测位置。当激光遥测收发装置在移动过程中受到振动冲击后,变焦元件之间的位置关系会发生改变,使光路的共焦状态同样也会受到影响。而在现有技术中,望远光学子***存在调校难度大,稳定性差的问题。
发明内容
本公开提供了一种遥测收发装置的校正***、方法、装置、设备及存储介质,以至少解决现有技术中存在的以上技术问题。
根据本公开的第一方面,提供了一种遥测收发装置的校正***,其特征在于,激光遥测收发装置由同轴激光出射子***、望远光学子***和返回信号处理子***组成,其中所述同轴激光出射子***包括激光器和第一二向色片,所述望远光学子***包括物镜和后光路子***,其中所述后光路子***包括负透镜、第一正透镜、光阑和第二正透镜,所述第一二向色片位于所述负透镜和所述第一正透镜之间,所述光阑位于所述第一正透镜和所述第二正透镜之间,所述返回信号处理子***用于接收所述第二正透镜射出的折返激光信号;
所述校正***包括:第一共轴校正子***、第二共轴校正子***、共焦校正子***、辅助光源子***以及位置调整子***,其中,
第一共轴校正子***,包括第一直线电机驱动装置、第一反射棱镜以及第一共轴监测相机,通过所述第一直线电机驱动装置带动所述第一反射棱镜移入激光遥测收发装置内的物镜与待测目标之间的第一光路通道中,用于将所述激光器发射的激光信号经由所述第一二向色片反射出的第一激光信号反射至所述第一共轴监测相机内;其中,所述第一光路通道的经由路径为所述第一激光信号顺次经由所述负透镜和所述物镜到达所述待测目标;和/或,
第二共轴校正子***,包括第二二向色片、第三正透镜以及第二共轴监测相机,用于将所述激光器发射的激光信号经由所述第一二向色片透射出的第二激光信号发送至第二光路通道,其中,所述第二光路通道的经由路径为所述第二激光信号顺次经由所述第二二向色片和所述第三正透镜到达所述第二共轴监测相机;
共焦校正子***,包括第二直线电机驱动装置、第二反射棱镜以及共焦监测相机,通过所述第二直线电机驱动装置带动所述第二反射棱镜移入所述激光遥测收发装置内的负透镜与第一二向色片之间的第一光路通道中,用于将第一激光信号反射至所述共焦监测相机;
辅助光源子***,包括第三直线电机驱动装置、辅助反射棱镜和光源,通过所述第三直线电机驱动装置带动所述辅助反射棱镜移入所述激光遥测收发装置内的返回信号处理子***与第二正透镜之间的收集光路通道中,用于将所述光源经由所述辅助反射棱镜反射至所述收集光路通道中,并通过所述第一二向色片进入所述第一光路通道或者第二光路通道中;其中,所述收集光路通道的部分经由路径为折返激光信号顺次经由第一二向色片、第一正透镜、光阑、第二正透镜到达所述返回信号处理子***;
位置调整子***,包括第一二维电动位移装置和第二二维电动位移装置,其中,第一二维电动位移装置,分别与负透镜和控制处理计算机子***相连接,用于根据所述控制处理计算机子***的控制调整所述负透镜的位置;第二二维电动位移装置,分别与光阑和控制处理计算机子***相连接,用于根据所述控制处理计算机子***的控制调整所述光阑的位置。
根据本公开的第二方面,提供了一种遥测收发装置的校正方法,基于遥测收发装置的校正***,将激光器发射的激光信号射入激光遥测收发装置的光路通道中;
分别将辅助光源子***和校正***移入所述激光遥测收发装置不同位置的光路通道中,并点亮所述辅助光源子***的光源,使得所述光源经过所述光路通道作为校准信号;
通过调整光学元件位置,使得所述校正***的监测相机所拍摄的激光信号和校准信号的成像满足预设条件时,确定所述激光遥测收发装置处于共轴或共焦工作状态。
在一可实施方式中,所述分别将辅助光源子***和校正***移入所述激光遥测收发装置不同位置的光路通道中,并点亮所述辅助光源子***的光源,使得所述光源经过所述光路通道作为校准信号,包括:
所述激光器发射的激光信号经由第一二向色片反射出第一激光信号,并经由第一光路通道;以及经由所述第一二向色片透射出第二激光信号,并经由第二光路通道;分别将辅助光源子***和第一共轴校正子***移入所述激光遥测收发装置的第一光路通道中;其中,所述第一共轴校正子***设置于望远光学子***与待测目标之间的第一光路通道中,所述辅助光源子***设置于返回信号处理子***与第二正透镜之间的收集光路通道中;点亮所述辅助光源子***的光源,使得所述光源从所述收集光路通道进入所述第一光路通道,作为第一校准信号从所述望远光学子***发射至所述待测目标;
或者,分别将辅助光源子***和第二共轴校正子***移入所述激光遥测收发装置的第二光路通道中;其中,所述第二共轴校正子***设置于所述第一二向色片的水平方向上,用于接收所述第二激光信号;点亮所述辅助光源子***的光源,使得所述光源从所述收集光路通道进入所述第二光路通道,作为第二校准信号从所述第一二向色片反射至所述第二共轴校正子***;
相应的,通过调整光学元件位置,使得所述校正***的监测相机所拍摄的激光信号和校准信号的成像满足预设条件时,确定所述激光遥测收发装置处于共轴或共焦工作状态,包括:
通过调整光阑的位置,使得所述第一共轴校正子***的第一共轴监测相机所拍摄的第一激光信号和第一校准信号的成像满足预设焦点重合条件,确定所述激光遥测收发装置处于共轴工作状态;或者,
通过调整光阑的位置,使得所述第二共轴校正子***的第二共轴监测相机所拍摄的第二激光信号和第二校准信号的成像满足预设焦点重合条件时,确定所述激光遥测收发装置处于共轴工作状态。
在一可实施方式中,在确定所述激光遥测收发装置处于共轴工作状态之后,还包括:
将共焦校正子***移入所述激光遥测收发装置的第一光路通道中;其中,所述共焦校正子***设置于负透镜与所述第一二向色片之间的第一光路通道中;
通过调整负透镜的位置,使得所述共焦校正子***的共焦监测相机所拍摄的第一激光信号和第一校准信号的图像锐度大于预设锐度阈值时,确定所述激光遥测收发装置处于共焦工作状态。
在一可实施方式中,所述第一共轴校正子***包括第一直线电机驱动装置、第一反射棱镜和第一共轴监测相机,所述共焦校正子***包括第二直线电机驱动装置、第二反射棱镜和共焦监测相机,
相应的,所述将第一共轴校正子***移入所述激光遥测收发装置的第一光路通道中,包括:
通过所述第一直线电机驱动装置将所述第一反射棱镜移入所述望远光学子***与所述待测目标之间的第一光路通道中,用于反射所述第一激光信号和所述第一校准信号至所述第一共轴监测相机;
所述将共焦校正子***移入所述激光遥测收发装置的第一光路通道中,包括:
通过所述第二直线电机驱动装置将所述第二反射棱镜移入所述负透镜与所述第一二向色片之间的第一光路通道中,用于反射所述第一激光信号和所述第一校准信号至所述共焦监测相机。
在一可实施方式中,所述辅助光源子***包括第三直线电机驱动装置、辅助反射棱镜和光源,相应的,所述光源从所述收集光路通道进入所述第一光路通道作为第一校准信号,或者所述光源从所述收集光路通道进入所述第二光路通道作为第二校准信号,包括:
通过第三直线电机驱动装置将所述辅助反射棱镜移入所述返回信号处理子***与所述第二正透镜之间的收集光路通道中;
所述光源经由所述辅助反射棱镜反射至所述收集光路通道中,在顺次经由所述第二正透镜、所述光阑以及所述第一正透镜后,将通过所述第一二向色片透射进入所述第一光路通道的光源,作为第一校正信号;或者,将通过所述第一二向色片反射进入所述第二光路通道的光源,作为第二校正信号。
在一可实施方式中,所述第二共轴校正子***还包括第二二向色片和第三正透镜,相应的,所述激光器发射的激光信号经由第一二向色片透射出第二激光信号,并经由第二光路通道,包括:
所述激光器发射的激光信号经由所述第一二向色片透射出所述第二激光信号;所述第二激光信号顺次经由所述第二二向色片透射以及所述第三正透镜会聚,到达所述第二共轴监测相机;
所述第二校准信号从所述第一二向色片反射至所述第二共轴校正子***,包括:所述第二校准信号在所述第一二向色片反射后,顺次经由所述第二二向色片透射以及所述第三正透镜会聚,到达所述第二共轴监测相机。
根据本公开的第三方面,提供了一种遥测收发装置的校正装置,基于遥测收发装置的校正***,包括:
激光射入模块,用于将激光器发射的激光信号射入激光遥测收发装置的光路通道中;
校准信号生成模块,用于分别将辅助光源子***和校正***移入所述激光遥测收发装置不同位置的光路通道中,并点亮所述辅助光源子***的光源,使得所述光源经过所述光路通道作为校准信号;
校正模块,用于通过调整光学元件位置,使得所述校正***的监测相机所拍摄的激光信号和校准信号的成像满足预设条件时,确定所述激光遥测收发装置处于共轴或共焦工作状态。
在一可实施方式中,所述校准信号生成模块具体用于:
所述激光器发射的激光信号经由第一二向色片反射出第一激光信号,并经由第一光路通道;以及经由所述第一二向色片透射出第二激光信号,并经由第二光路通道;分别将辅助光源子***和第一共轴校正子***移入所述激光遥测收发装置的第一光路通道中;其中,所述第一共轴校正子***设置于望远光学子***与待测目标之间的第一光路通道中,所述辅助光源子***设置于返回信号处理子***与第二正透镜之间的收集光路通道中;点亮所述辅助光源子***的光源,使得所述光源从所述收集光路通道进入所述第一光路通道,作为第一校准信号从所述望远光学子***发射至所述待测目标;
或者,分别将辅助光源子***和第二共轴校正子***移入所述激光遥测收发装置的第二光路通道中;其中,所述第二共轴校正子***设置于所述第一二向色片的水平方向上,用于接收所述第二激光信号;点亮所述辅助光源子***的光源,使得所述光源从所述收集光路通道进入所述第二光路通道,作为第二校准信号从所述第一二向色片反射至所述第二共轴校正子***;
相应的,所述校正模块具体用于:
通过调整光阑的位置,使得所述第一共轴校正子***的第一共轴监测相机所拍摄的第一激光信号和第一校准信号的成像满足预设焦点重合条件,确定所述激光遥测收发装置处于共轴工作状态;或者,
通过调整光阑的位置,使得所述第二共轴校正子***的第二共轴监测相机所拍摄的第二激光信号和第二校准信号的成像满足预设焦点重合条件时,确定所述激光遥测收发装置处于共轴工作状态。
在一可实施方式中,所述校正模块具体用于:
在确定所述激光遥测收发装置处于共轴工作状态之后,将共焦校正子***移入所述激光遥测收发装置的第一光路通道中;其中,所述共焦校正子***设置于负透镜与所述第一二向色片之间的第一光路通道中;
通过调整负透镜的位置,使得所述共焦校正子***的共焦监测相机所拍摄的第一激光信号和第一校准信号的图像锐度大于预设锐度阈值时,确定所述激光遥测收发装置处于共焦工作状态。
在一可实施方式中,所述第一共轴校正子***包括第一直线电机驱动装置、第一反射棱镜和第一共轴监测相机,所述共焦校正子***包括第二直线电机驱动装置、第二反射棱镜和共焦监测相机,
相应的,所述校准信号生成模块具体用于:
通过所述第一直线电机驱动装置将所述第一反射棱镜移入所述望远光学子***与所述待测目标之间的第一光路通道中,用于反射所述第一激光信号和所述第一校准信号至所述第一共轴监测相机;
以及,通过所述第二直线电机驱动装置将所述第二反射棱镜移入所述负透镜与所述第一二向色片之间的第一光路通道中,用于反射所述第一激光信号和所述第一校准信号至所述共焦监测相机。
在一可实施方式中,所述辅助光源子***包括第三直线电机驱动装置、辅助反射棱镜和光源,相应的,所述校准信号生成模块具体用于:
通过第三直线电机驱动装置将所述辅助反射棱镜移入所述返回信号处理子***与所述第二正透镜之间的收集光路通道中;
所述光源经由所述辅助反射棱镜反射至所述收集光路通道中,在顺次经由所述第二正透镜、所述光阑以及所述第一正透镜后,将通过所述第一二向色片透射进入所述第一光路通道的光源,作为第一校正信号;或者,将通过所述第一二向色片反射进入所述第二光路通道的光源,作为第二校正信号。
在一可实施方式中,所述第二共轴校正子***还包括第二二向色片和第三正透镜,相应的,所述校准信号生成模块具体用于:
所述激光器发射的激光信号经由所述第一二向色片透射出所述第二激光信号;所述第二激光信号顺次经由所述第二二向色片透射以及所述第三正透镜会聚,到达所述第二共轴监测相机;
所述第二校准信号从所述第一二向色片反射至所述第二共轴校正子***,包括:所述第二校准信号在所述第一二向色片反射后,顺次经由所述第二二向色片透射以及所述第三正透镜会聚,到达所述第二共轴监测相机。根据本公开的第三方面,提供了一种电子设备,包括:
至少一个处理器;以及
与所述至少一个处理器通信连接的存储器;其中,
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令,所述指令被所述至少一个处理器执行,以使所述至少一个处理器能够执行本公开所述的方法。
根据本公开的第四方面,提供了一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质,所述计算机指令用于使所述计算机执行本公开所述的方法。
本公开的激光遥测收发装置的调整方方法、装置、设备及存储介质,通过将激光器发射的激光信号射入激光遥测收发装置的光路通道中;分别将辅助光源子***和校正***移入所述激光遥测收发装置不同位置的光路通道中,并点亮所述辅助光源子***的光源,使得所述光源经过所述光路通道作为校准信号;通过调整光学元件位置,使得所述校正***的监测相机所拍摄的激光信号和校准信号的成像满足预设条件时,确定所述激光遥测收发装置处于共轴或共焦工作状态,能够解决光学***存在调校难度大,稳定性差的问题,提高了***稳定性、环境适应性,降低了设备预热时间,提高了信号收集能力。
应当理解,本部分所描述的内容并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征,也不用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
通过参考附图阅读下文的详细描述,本公开示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中,以示例性而非限制性的方式示出了本公开的若干实施方式,其中:
在附图中,相同或对应的标号表示相同或对应的部分。
图1A为本公开实施例一提供的一种遥测收发装置的校正***的整体结构示意图;
图1B示出了本公开实施例一提供的一种激光遥测收发装置放入校正***之前的结构示意图;
图1C示出了本公开实施例一提供的一种激光遥测收发装置放入校正***之后的结构示意图;
图2A示出了本公开实施例二提供的一种遥测收发装置的校正方法的流程图;
图2B示出了本公开实施例二提供的一种激光遥测收发装置的共轴调整方法的流程示意图;
图2C示出了本公开实施例二提供的一种激光遥测收发装置的共焦调整方法的流程示意图;
图3示出了本公开实施例三提供的一种遥测收发装置的校正装置的结构示意图;
图4示出了本公开实施例一种电子设备的组成结构示意图。
具体实施方式
为使本公开的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂,下面将结合本公开实施例中的附图,对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例,而非全部实施例。基于本公开中的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本公开保护的范围。
实施例一
图1A为本公开实施例一提供的一种遥测收发装置的校正***的整体结构示意图,包括:激光遥测收发装置110、第一共轴校正子***120、第二共轴校正子***130、共焦校正子***140、辅助光源子***150以及位置调整子***160。其中,第一共轴校正子***120、第二共轴校正子***130、共焦校正子***140、辅助光源子***150以及位置调整子***160属于激光遥测收发装置110的校正***。
其中,激光遥测收发装置110用于发射激光信号至待测目标,并收集从待测目标返回的折返激光信号;第一共轴校正子***120和第二共轴校正子***130用于调整激光遥测收发装置110处于共轴工作状态;共焦校正子***140用于调整激光遥测收发装置110处于共焦工作状态;辅助光源子***150用于在第一共轴校正子***120、第二共轴校正子***130或者共焦校正子***140调整激光遥测收发装置110的工作状态时,提供校准信号的光源;位置调整子***160用于调整激光遥测收发装置110中的负透镜和光阑位置,用于使得激光遥测收发装置110同轴共焦。
图1B为本公开实施例一提供的一种激光遥测收发装置放入校正***之前的结构示意图,图1C为本公开实施例一提供的一种激光遥测收发装置放入校正***之后的结构示意图。
首先,我们需要先了解下激光遥测收发装置110的工作过程。具体为:本实施例提供的激光遥测收发装置110由同轴激光出射子***、望远光学子***和返回信号处理子***组成,图1B或图1C示意了同轴激光出射子***、望远光学子***和返回信号处理子***内部元件的一种构建方式,且图1B或图1C为截面图。
其中,同轴激光出射子***包括激光器(图中未示意)和第一二向色片D1,望远光学子***包括物镜和后光路子***,其中,物镜由主镜M1和副镜M2组成,其中,主镜M1为一个中间位置带有通孔的完整光学器件。后光路子***包括负透镜M3、第一正透镜M4、光阑S1和第二正透镜M5,第一二向色片D1位于负透镜M3和第一正透镜M4之间,光阑S1位于第一正透镜M4和第二正透镜M5之间;返回信号处理子***用于接收第二正透镜M5射出的折返激光信号。
具体的,如图1B所示,激光遥测收发装置110的工作过程为:本实施例的激光器发射出激光信号后,可以经由第一二向色片D1反射出第一激光信号和透射出第二激光信号。其中,第一激光信号的经由路径顺次为负透镜M3会聚、副镜M2和主镜M1之间的会聚,反射出平行的第一激光信号至待测目标,也即第一光路通道。相应的,待测目标的折返激光信号的经由路径为主镜M1和副镜M2之间的会聚、负透镜M3会聚、半经过第一二向色片D1透射、第一正透镜M4会聚、光阑S1限制通过部分折返激光信号,以及第二正透镜M5会聚为平行的折返激光信号进入返回信号处理子***进行收集,也即完整的收集光路通道。需要说明的是,图1B中示意的物镜为截面图,其中主镜M1为一个中间设有通孔的完整光学元件。而本实施例中由第一二向色片D1透射出的第二激光信号直接射入校正***中的第二共轴校正子***AG4,下文进行详述。
如图1B或图1C所示,本实施例中的校正***包括:第一共轴校正子***120(即图中所示虚线方框模块AG1)、第二共轴校正子***130(即图中所示虚线方框模块AG4)、共焦校正子***140(即图中所示虚线方框模块AG2)以及辅助光源子***150(即图中所示虚线方框模块AG3)。
其中,第一共轴校正子***120,包括第一直线电机驱动装置(即图中所示直线电机驱动装置1)、第一反射棱镜(即图中所示反射棱镜AM1)以及第一共轴监测相机(即图中所示监测相机1);第二共轴校正子***130,包括第二二向色片D2、第三正透镜M6以及第二共轴监测相机(即图中所示监测相机3);共焦校正子***140,包括第二直线电机驱动装置(即图中所示直线电机驱动装置2)、第二反射棱镜(即图中所示反射棱镜AM2)以及共焦监测相机(即图中所示监测相机2);辅助光源子***150,包括第三直线电机驱动装置(即图中所示直线电机驱动装置3)、辅助反射棱镜(即图中所示反射棱镜AM3)和光源L1;位置调整子***160,包括第一二维电动位移装置(即图中所示二维电动位移装置1)和第二二维电动位移装置(即图中所示二维电动位移装置2)。除此之外,如图1B或图1C所示,本实施例还包括控制处理计算机装置,与校正***连接。
其中,第一共轴校正子***120,通过第一直线电机驱动装置带动第一反射棱镜AM1移入激光遥测收发装置内的物镜与待测目标之间的第一光路通道中,用于将激光器发射的激光信号经由第一二向色片D1反射出的第一激光信号反射至第一共轴监测相机内。其中,第一光路通道的经由路径为第一激光信号顺次经由负透镜M3和物镜到达待测目标。
其中,第二共轴校正子***130,用于将激光器发射的激光信号经由第一二向色片D1透射出的第二激光信号发送至第二光路通道,其中,第二光路通道的经由路径为第二激光信号顺次经由第二二向色片D2和第三正透镜M6到达第二共轴监测相机。
其中,共焦校正子***140,通过第二直线电机驱动装置带动第二反射棱镜AM2移入激光遥测收发装置内的负透镜M3与第一二向色片D1之间的第一光路通道中,用于将第一激光信号反射至共焦监测相机。
其中,辅助光源子***150,通过第三直线电机驱动装置带动辅助反射棱镜AM3移入激光遥测收发装置内的返回信号处理子***与第二正透镜M5之间的收集光路通道中,用于将光源L1经由辅助反射棱镜AM3反射至收集光路通道中,并通过第一二向色片D1进入第一光路通道或者第二光路通道中;其中,收集光路通道的部分经由路径为折返激光信号顺次经由第一二向色片D1、第一正透镜M4、光阑S1以及第二正透镜M5到达返回信号处理子***。
其中,位置调整子***160,包括第一二维电动位移装置(即图中所示二维电动位移装置1)和第二二维电动位移装置(即图中所示二维电动位移装置2),其中,第一二维电动位移装置,分别与负透镜M3和控制处理计算机子***相连接,用于根据控制处理计算机子***的控制调整负透镜M3的位置;第二二维电动位移装置,分别与光阑S1和控制处理计算机子***相连接,用于根据控制处理计算机子***的控制调整光阑S1的位置。具体为,第一二维电动位移装置可以根据控制处理计算机装置的指令在水平方向和/或竖直方向移动负透镜M3位置;第二二维电动位移装置可以根据控制处理计算机装置的指令在水平方向和/或竖直方向移动光阑S1位置。
其中,控制处理计算机装置还可以跟第二共轴校正子***的第二共轴监测相机(及图中所示监测相机3)连接,用于根据第二共轴监测相机采集的图像进行分析处理,确定激光遥测收发装置是否处于同轴共焦的状态。需要说明的是,图1B与图1C仅仅示意了控制处理计算机装置与第二共轴监测相机的连接关系,与其他监测相机的连接并未进行示意。
本实施例中的校正***能够实现激光遥测收发装置同轴共焦的在线调整工作,且校正***搭建起来简单、易操作,具有实用性高的有益效果。
实施例二
图2A为本公开实施例二提供的一种遥测收发装置的校正方法的流程图,该方法可以由本公开实施例提供的遥测收发装置的校正装置来执行,该装置可采用软件和/或硬件的方式实现。该方法具体包括:
S210、将激光器发射的激光信号射入激光遥测收发装置的光路通道中。
具体的,由于激光遥测收发装置的在线调整的待测目标为近距离,因此本实施例中的激光器所发射的激光信号可以是低功率信号。
具体的,本实施例中所提到的激光遥测,指利用激光技术进行远距离主动探测,所使用的方法和原理包括但不限于瑞利散射法、米散射法、拉曼散射法、吸收法、激光诱导荧光、激光诱导击穿法等单一方法或多种方法组合。
S220、分别将辅助光源子***和校正***移入激光遥测收发装置不同位置的光路通道中,并点亮辅助光源子***的光源,使得光源经过光路通道作为校准信号。
其中,校正***可以包括第一共轴校正子***AG1、第二共轴校正子***AG4、共焦校正子***AG2、辅助光源子***AG3以及位置调整子***。本实施例不论是调整同轴还是调整共焦,都需要使用到辅助光源子***,用于给激光遥测收发装置提供校准信号,以及用到位置调整子***,用于调整激光遥测收发装置的光阑S1或者负透镜M3的位置。
除此之外,第一共轴校正子***AG1、第二共轴校正子***AG4、共焦校正子***AG2可以分别单独使用,也可以结合使用。当第一共轴校正子***AG1和第二共轴校正子***AG4结合使用时,则可以双重判断该激光遥测收发装置是否同轴。本实施例还可以先通过共轴校正子***调整激光遥测收发装置实现同轴的工作状态,再通过共焦校正子***AG2调整实现共焦的工作状态。
S230、通过调整光学元件位置,使得校正***的监测相机所拍摄的激光信号和校准信号的成像满足预设条件时,确定激光遥测收发装置处于共轴或共焦工作状态。
其中,预设条件可以是图像中的两个光焦点是否重合,还可以是采集图像锐度大于预设锐度阈值。
具体的,本实施例可以在激光遥测收发装置的多个位置设置校正***,不同位置校正***的作用可以不同。例如,在A位置处判断激光遥测收发装置的光路是否为同轴,其判断过程是:当同时路过校准信号与该A位置光路通道的激光信号时,根据光学成像原理,通过监测相机采集图像将呈现为2个光焦点,当两个光焦点重合时,即表明激光遥测收发装置的光路处于共轴工作状态。又例如,在B位置处判断激光遥测收发装置的光路是否为共焦,其判断过程是:当同时路过校准信号与该B位置光路通道的激光信号时,根据光学成像原理,通过监测相机采集的图像锐度值当大于某一预设锐度阈值时,即表明激光遥测收发装置的光路处于共焦工作状态。
在本公开实施例中,当使用第一共轴校正子***调整激光遥测收发装置同轴状态时,分别将辅助光源子***和校正***移入激光遥测收发装置不同位置的光路通道中,并点亮辅助光源子***的光源,使得光源经过光路通道作为校准信号,包括:激光器发射的激光信号经由第一二向色片D1反射出第一激光信号,并经由第一光路通道;以及经由第一二向色片D1透射出第二激光信号,并经由第二光路通道;分别将辅助光源子***AG3和第一共轴校正子***AG1移入激光遥测收发装置的第一光路通道中;点亮辅助光源子***AG3的光源,使得光源L1从收集光路通道进入第一光路通道,作为第一校准信号从望远光学子***发射至待测目标;或者,分别将辅助光源子***AG3和第二共轴校正子***AG4移入激光遥测收发装置的第二光路通道中;点亮辅助光源子***AG3的光源,使得光源L1从收集光路通道进入第二光路通道,作为第二校准信号从第一二向色片D1反射至第二共轴校正子***AG4。
在本公开实施例中,将第一共轴校正子***AG1移入激光遥测收发装置的第一光路通道中,包括:通过第一直线电机驱动装置将第一反射棱镜AM1移入望远光学子***与待测目标之间的第一光路通道中,用于反射第一激光信号和第一校准信号至第一共轴监测相机;光源从收集光路通道进入第一光路通道作为第一校准信号,或者光源从收集光路通道进入第二光路通道作为第二校准信号,包括:通过第三直线电机驱动装置将辅助反射棱镜AM3移入返回信号处理子***与第二正透镜M5之间的收集光路通道中;光L1源经由辅助反射棱镜AM3反射至收集光路通道中,在顺次经由第二正透镜M5、光阑S1以及第一正透镜M4后,将通过第一二向色片D1透射进入第一光路通道的光源,作为第一校正信号;或者,将通过所述第一二向色片D1反射进入第二光路通道的光源,作为第二校正信号。
相应的,在本公开实施例中,当使用第一共轴校正子***AG1调整激光遥测收发装置同轴状态时,通过调整光学元件位置,使得校正***的监测相机所拍摄的激光信号和校准信号的成像满足预设条件时,确定激光遥测收发装置处于共轴或共焦工作状态,包括:通过调整光阑S1的位置,使得第一共轴校正子***AG1的第一共轴监测相机所拍摄的第一激光信号和第一校准信号的成像满足预设焦点重合条件时,确定激光遥测收发装置处于共轴工作状态。
其中,第一共轴校正子***AG1设置于望远光学子***与待测目标的第一光路通道中,辅助光源子***AG3设置于返回信号处理子***与第二正透镜M5之间的收集光路通道中;第二共轴校正子***AG4设置于第一二向色片D1的水平方向上,用于接收第二激光信号。
其中,激光信号经由的第一光路通道的光路流向为:由第一二向色片D1反射的第一激光信号顺次经过负透镜M3、以及副镜M2和主镜M1组合的物镜反射至待测目标的发射通道;第一校准信号经由的部分收集光路通道的光路流向为:光源L1经过辅助反射棱镜AM3反射,顺次通过第二正透镜M5会聚、光阑S1狭缝限定通过部分光源、再经由第一正透镜M4发射至第一二向色片D1,将经由第一二向色片D1透射出的光源作为第一校准信号射入第一光路通道;第一校准信号经由的第一光路通道的光路流向为:顺次经过负透镜M3、以及副镜M2和主镜M1组合的物镜反射至待测目标。需要说明的是,第一校准信号经由的收集光路通道和第一光路通道的光路流向的相反方向,即是为由待测目标激发的折返激光信号返回至返回信号处理子***的光路通道方向。其中,预设焦点重合条件指的是两个光焦点重合的条件。
具体的,本实施例中的第一校准信号和第一激光信号进入望远光学子***中的经由路径相同,可以将辅助光源子***AG3移入激光遥测收发装置的收集光路通道,以及将第一共轴校正子***AG1移入激光遥测收发装置的第一光路通道,通过第一共轴监测相机采集第一激光信号和第一校准信号的图像,若存在两个光焦点重合,则可以判断为共轴工作状态。在本公开另一实施例中,当使用第二共轴校正子***调整激光遥测收发装置同轴状态时,分别将辅助光源子***和校正***移入激光遥测收发装置不同位置的光路通道中,并点亮辅助光源子***的光源,使得光源经过光路通道作为校准信号,包括:分别将辅助光源子***AG3和第二共轴校正子***AG4移入激光遥测收发装置的第二光路通道中;点亮辅助光源子***AG3的光源,使得光源L1从收集光路通道进入第二光路通道,作为第二校准信号从第一二向色片D1反射至第二共轴校正子***AG4。
在本公开实施例中,第二共轴校正子***还包括第二二向色片D2和第三正透镜M6,激光器发射的激光信号经由第一二向色片D1透射出第二激光信号,并经由第二光路通道,包括:激光器发射的激光信号经由第一二向色片D1透射出第二激光信号;第二激光信号顺次经由第二二向色片D2透射以及第三正透镜M6会聚,到达第二共轴监测相机;第二校准信号从第一二向色片D1反射至第二共轴校正子***AG4,包括:第二校准信号在第一二向色片D1反射后,顺次经由第二二向色片D2透射以及第三正透镜M6会聚,到达第二共轴监测相机。
相应的,通过调整光学元件位置,使得校正***的监测相机所拍摄的激光信号和校准信号的成像满足预设条件时,确定激光遥测收发装置处于共轴或共焦工作状态,包括:通过调整光阑S1位置,使得第二共轴校正子***AG4的第二共轴监测相机所拍摄的第二激光信号和第二校准信号的成像满足预设焦点重合条件时,确定激光遥测收发装置处于共轴工作状态。
其中,第二共轴校正子***AG4设置于第一二向色片D1的水平方向上,用于接收第二激光信号;其中,第一二向色片D1位于后光路子***中的负透镜M3与第一正透镜M4之间。
其中,激光信号经由的第二光路通道的光路流向为:由第一二向色片D1透射出微量的第二激光信号,顺次经过第二二向色片D2透射和第三正透镜M6会聚到达第二共轴监测相机;第二校准信号经由的部分收集光路通道的光路流向为:光源L1经过辅助反射棱镜AM3反射,顺次通过第二正透镜M5会聚、光阑S1狭缝限定通过部分光源、再经由第一正透镜M4发射至第一二向色片D1,将经由第一二向色片D1反射出的光源作为第二校准信号射入第二光路通道;第二校准信号经由的第二光路通道的光路流向为:第二校准信号再顺次经由第二二向色片D2透射以及第三正透镜M6会聚到达第二共轴监测相机。
具体的,本实施例还可以通过分别将辅助光源子***AG3和第二共轴校正子***AG4移入激光遥测收发装置的第二光路通道,通过点亮辅助光源子***AG3内的光源L1,让光源L1借助辅助反射棱镜AM3从收集光路通道进入第二光路通道,并通过第二共轴监测相机采集第二激光信号和第二校准信号的图像,若存在两个光焦点重合,则可以判断为共轴工作状态。
在本公开又一实施例中,本实施例在确定激光遥测收发装置处于共轴工作状态之后,还可以调整激光遥测收发装置的共焦工作状态,包括:将共焦校正子***AG2移入激光遥测收发装置的第一光路通道中;其中,共焦校正子***AG2设置于负透镜M3与第一二向色片D1之间的第一光路通道中;通过调整负透镜M3位置,使得共焦校正子***AG2的共焦监测相机所拍摄的第一激光信号和第一校准信号的图像锐度大于预设锐度阈值时,确定激光遥测收发装置处于共焦工作状态。
其中,第一激光信号为激光器发射的激光信号经由第一二向色片D1反射的激光信号。其中,预设锐度阈值可以是图像边缘锐化程度极大值,由不同函数去计算,而预设锐度阈值的具体数值跟函数类型有关,本实施例不对其进行限定。
在本公开实施例中,将共焦校正子***移入激光遥测收发装置的第一光路通道中,包括:通过第二直线电机驱动装置将第二反射棱镜AM2移入负透镜M3与第一二向色片D1之间的第一光路通道中,用于反射第一激光信号和第一校准信号至共焦监测相机。
示例性的,如图2B所示,图2B为本公开实施例二提供的一种激光遥测收发装置的共轴调整方法的流程示意图,分别将辅助光源子***AG3、第一共轴校正子***AG1、第二共轴校正子***AG4共同移入激光遥测收发装置的光路通道中;在进行共轴调整前,调整激光器的工作状态,使其发射低功率激光信号,经过准直的激光光束通过第一二向色片D1移入激光遥测收发装置;控制直线电机驱动装置1和控制直线电机驱动装置3分别带动反射棱镜AM1和反射棱镜AM3运动,将反射棱镜AM1和反射棱镜AM3移入激光遥测收发装置,相应位置如图1C所示;点亮辅助光源L1,采集监测相机1和/或监测相机3内的图像,进行图像处理提取光焦点位置,若判断两个光焦点位置不重合,则控制二维电动位移装置2带动光阑S1进行二维位置移动调整,直至两个光焦点位置重合,确定激光遥测收发装置为共轴工作状态,关闭辅助光源L1,控制直线电机驱动装置1和直线电机驱动装置3分别带动反射棱镜AM1和反射棱镜AM3反方向运动,将反射棱镜AM1和反射棱镜AM3移出激光遥测收发光路,回到图1B所示的位置,调整结束。
如图2C所示,图2C为本公开实施例二提供的一种激光遥测收发装置的共焦调整方法的流程示意图。本实施例在进行共焦调整前,调整激光遥测收发装置中作为激发光源的激光器的工作状态,使其发射低功率激光,激光信号通过第一二向色片D1反射出第一激光光束;控制直线电机驱动装置2和直线电机驱动装置3分别带动反射棱镜AM2和反射棱镜AM3运动,将反射棱镜AM2和反射棱镜AM3移入激光遥测收发光路,如图1C所示的位置;点亮辅助光源L1,使其发出的光源经由反射棱镜AM3反射至第一光路通道中,顺次经过第二正透镜M5会聚、光阑S1出射的狭缝光源作为第一校准信号,以及被第一正透镜M4准直,之后经由望远光学子***发射出去;利用监测相机2直接对辅助光源L1出射的第一校准信号和第一激光信号进行成像;控制二维电动位移装置1,带动负透镜M3进行二维位置移动调整;当图像锐度处于极大值时,即表明遥测光路处于共焦工作状态;关闭辅助光源L1,控制直线电机驱动装置2和直线电机驱动装置3分别带动反射棱镜AM2和反射棱镜AM3反方向运动,将反射棱镜AM2和反射棱镜AM3移出激光遥测收发光路,回到图1B所示的位置。
除此之外,本实施例还可以同时将控制直线电机驱动装置1、控制直线电机驱动装置2和控制直线电机驱动装置3分别带动反射棱镜AM1、反射棱镜AM2和反射棱镜AM3运动,将反射棱镜AM1、反射棱镜AM2和反射棱镜AM3移入激光遥测收发光路,如图1C所示的位置,先后进行共轴调整和共焦调整之后,再将反射棱镜AM1、反射棱镜AM2和反射棱镜AM3移出激光遥测收发光路,调整结束。
本实施例通过将激光器发射的激光信号射入激光遥测收发装置的光路通道中;分别将辅助光源子***和校正***移入激光遥测收发装置不同位置的光路通道中,并点亮辅助光源子***的光源,使得光源经过光路通道作为校准信号;通过调整光学元件位置,使得校正***的监测相机所拍摄的激光信号和校准信号的成像满足预设条件时,确定激光遥测收发装置处于共轴或共焦工作状态,能够解决光学***存在调校难度大,稳定性差的问题,可以在现场条件下实现激光遥测光路同轴共焦实时调整与探测,提高了***稳定性、环境适应性,降低了设备预热时间,提高了信号收集能力。
实施例三
图3是本公开实施例提供的一种遥测收发装置的校正装置的结构示意图,基于遥测收发装置的校正***,包括:
激光射入模块310,用于将激光器发射的激光信号射入激光遥测收发装置的光路通道中;
校准信号生成模块320,用于分别将辅助光源子***和校正***移入激光遥测收发装置不同位置的光路通道中,并点亮辅助光源子***的光源,使得光源经过光路通道作为校准信号;
校正模块330,用于通过调整光学元件位置,使得校正***的监测相机所拍摄的激光信号和校准信号的成像满足预设条件时,确定激光遥测收发装置处于共轴或共焦工作状态。
在一可实施方式中,校准信号生成模块320具体用于:
激光器发射的激光信号经由第一二向色片反射出第一激光信号,并经由第一光路通道;以及经由第一二向色片透射出第二激光信号,并经由第二光路通道;分别将辅助光源子***和第一共轴校正子***移入激光遥测收发装置的第一光路通道中;其中,第一共轴校正子***设置于望远光学子***与待测目标之间的第一光路通道中,辅助光源子***设置于返回信号处理子***与第二正透镜之间的收集光路通道中;点亮辅助光源子***的光源,使得光源从收集光路通道进入第一光路通道,作为第一校准信号从望远光学子***发射至待测目标;
或者,分别将辅助光源子***和第二共轴校正子***移入激光遥测收发装置的第二光路通道中;其中,第二共轴校正子***设置于第一二向色片的水平方向上,用于接收第二激光信号;点亮辅助光源子***的光源,使得光源从收集光路通道进入第二光路通道,作为第二校准信号从第一二向色片反射至第二共轴校正子***;
相应的,校正模块330具体用于:
通过调整光阑的位置,使得第一共轴校正子***的第一共轴监测相机所拍摄的第一激光信号和第一校准信号的成像满足预设焦点重合条件,确定激光遥测收发装置处于共轴工作状态;或者,通过调整光阑的位置,使得第二共轴校正子***的第二共轴监测相机所拍摄的第二激光信号和第二校准信号的成像满足预设焦点重合条件时,确定激光遥测收发装置处于共轴工作状态。
在一可实施方式中,校正模块330具体用于:在确定激光遥测收发装置处于共轴工作状态之后,将共焦校正子***移入激光遥测收发装置的第一光路通道中;其中,共焦校正子***设置于负透镜与第一二向色片之间的第一光路通道中;通过调整负透镜的位置,使得共焦校正子***的共焦监测相机所拍摄的第一激光信号和第一校准信号的图像锐度大于预设锐度阈值时,确定激光遥测收发装置处于共焦工作状态。
在一可实施方式中,第一共轴校正子***包括第一直线电机驱动装置、第一反射棱镜和第一共轴监测相机,共焦校正子***包括第二直线电机驱动装置、第二反射棱镜和共焦监测相机,
相应的,校准信号生成模块320具体用于:通过第一直线电机驱动装置将第一反射棱镜移入望远光学子***与待测目标之间的第一光路通道中,用于反射第一激光信号和第一校准信号至第一共轴监测相机;
以及,通过第二直线电机驱动装置将第二反射棱镜移入负透镜与第一二向色片之间的第一光路通道中,用于反射第一激光信号和第一校准信号至共焦监测相机。
在一可实施方式中,辅助光源子***包括第三直线电机驱动装置、辅助反射棱镜和光源,相应的,校准信号生成模块320具体用于:
通过第三直线电机驱动装置将辅助反射棱镜移入返回信号处理子***与第二正透镜之间的收集光路通道中;光源经由辅助反射棱镜反射至收集光路通道中,在顺次经由第二正透镜、光阑以及第一正透镜后,将通过第一二向色片透射进入第一光路通道的光源,作为第一校正信号;或者,将通过第一二向色片反射进入第二光路通道的光源,作为第二校正信号。
在一可实施方式中,第二共轴校正子***还包括第二二向色片和第三正透镜,相应的,校准信号生成模块320具体用于:
激光器发射的激光信号经由第一二向色片透射出第二激光信号;第二激光信号顺次经由第二二向色片透射以及第三正透镜会聚,到达第二共轴监测相机;第二校准信号从第一二向色片反射至第二共轴校正子***,包括:第二校准信号在第一二向色片反射后,顺次经由第二二向色片透射以及第三正透镜会聚,到达第二共轴监测相机。
根据本公开的实施例,本公开还提供了一种电子设备和一种可读存储介质。
图4示出了可以用来实施本公开的实施例的示例电子设备400的示意性框图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机,诸如,膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置,诸如,个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例,并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本公开的实现。
如图4所示,设备400包括计算单元401,其可以根据存储在只读存储器(ROM)402中的计算机程序或者从存储单元408加载到随机访问存储器(RAM)403中的计算机程序,来执行各种适当的动作和处理。在RAM 403中,还可存储设备400操作所需的各种程序和数据。计算单元401、ROM 402以及RAM 403通过总线404彼此相连。输入/输出(I/O)接口405也连接至总线404。
设备400中的多个部件连接至I/O接口405,包括:输入单元406,例如键盘、鼠标等;输出单元407,例如各种类型的显示器、扬声器等;存储单元408,例如磁盘、光盘等;以及通信单元409,例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元409允许设备400通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。
计算单元401可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。计算单元401的一些示例包括但不限于中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、各种专用的人工智能(AI)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的计算单元、数字信号处理器(DSP)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。计算单元401执行上文所描述的各个方法和处理,例如遥测收发装置的校正方法。例如,在一些实施例中,遥测收发装置的校正方法可被实现为计算机软件程序,其被有形地包含于机器可读介质,例如存储单元408。在一些实施例中,计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 402和/或通信单元409而被载入和/或安装到设备400上。当计算机程序加载到RAM 403并由计算单元401执行时,可以执行上文描述的遥测收发装置的校正方法的一个或多个步骤。备选地,在其他实施例中,计算单元401可以通过其他任何适当的方式(例如,借助于固件)而被配置为执行遥测收发装置的校正方法。
本文中以上描述的***和技术的各种实施方式可以在数字电子电路***、集成电路***、场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、片上***(SOC)、复杂可编程逻辑设备(CPLD)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括:实施在一个或者多个计算机程序中,该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程***上执行和/或解释,该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器,可以从存储***、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令,并且将数据和指令传输至该存储***、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。
用于实施本公开的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器,使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行,作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。
在本公开的上下文中,机器可读介质可以是有形的介质,其可以包含或存储以供指令执行***、装置或设备使用或与指令执行***、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体***、装置或设备,或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
为了提供与用户的交互,可以在计算机上实施此处描述的***和技术,该计算机具有:用于向用户显示信息的显示装置(例如,CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器);以及键盘和指向装置(例如,鼠标或者轨迹球),用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给计算机。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互;例如,提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如,视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈);并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。
可以将此处描述的***和技术实施在包括后台部件的计算***(例如,作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算***(例如,应用服务器)、或者包括前端部件的计算***(例如,具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机,用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的***和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算***中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如,通信网络)来将***的部件相互连接。通信网络的示例包括:局域网(LAN)、广域网(WAN)和互联网。
计算机***可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器,也可以为分布式***的服务器,或者是结合了区块链的服务器。
应该理解,可以使用上面所示的各种形式的流程,重新排序、增加或删除步骤。例如,本发公开中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行,只要能够实现本公开公开的技术方案所期望的结果,本文在此不进行限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本公开的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
以上所述,仅为本公开的具体实施方式,但本公开的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此,本公开的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种遥测收发装置的校正***,其特征在于,激光遥测收发装置由同轴激光出射子***、望远光学子***和返回信号处理子***组成,其中所述同轴激光出射子***包括激光器和第一二向色片,所述望远光学子***包括物镜和后光路子***,其中所述后光路子***包括负透镜、第一正透镜、光阑和第二正透镜,所述第一二向色片位于所述负透镜和所述第一正透镜之间,所述光阑位于所述第一正透镜和所述第二正透镜之间,所述返回信号处理子***用于接收所述第二正透镜射出的折返激光信号;
所述校正***包括:第一共轴校正子***、第二共轴校正子***、共焦校正子***、辅助光源子***以及位置调整子***,其中,
第一共轴校正子***,包括第一直线电机驱动装置、第一反射棱镜以及第一共轴监测相机,通过所述第一直线电机驱动装置带动所述第一反射棱镜移入激光遥测收发装置内的物镜与待测目标之间的第一光路通道中,用于将所述激光器发射的激光信号经由所述第一二向色片反射出的第一激光信号反射至所述第一共轴监测相机内;其中,所述第一光路通道的经由路径为所述第一激光信号顺次经由所述负透镜和所述物镜到达所述待测目标;
共焦校正子***,包括第二直线电机驱动装置、第二反射棱镜以及共焦监测相机,通过所述第二直线电机驱动装置带动所述第二反射棱镜移入所述激光遥测收发装置内的负透镜与第一二向色片之间的第一光路通道中,用于将第一激光信号反射至所述共焦监测相机;
辅助光源子***,包括第三直线电机驱动装置、辅助反射棱镜和光源,通过所述第三直线电机驱动装置带动所述辅助反射棱镜移入所述激光遥测收发装置内的返回信号处理子***与第二正透镜之间的收集光路通道中,用于将所述光源经由所述辅助反射棱镜反射至所述收集光路通道中,并通过所述第一二向色片进入所述第一光路通道或者第二光路通道中;其中,所述收集光路通道的部分经由路径为折返激光信号顺次经由第一二向色片、第一正透镜、光阑、以及第二正透镜到达所述返回信号处理子***;
位置调整子***,包括第一二维电动位移装置和第二二维电动位移装置,其中,第一二维电动位移装置,分别与负透镜和控制处理计算机子***相连接,用于根据所述控制处理计算机子***的控制调整所述负透镜的位置;第二二维电动位移装置,分别与光阑和控制处理计算机子***相连接,用于根据所述控制处理计算机子***的控制调整所述光阑的位置。
2.根据权利要求1所述的校正***,其特征在于,还包括:
第二共轴校正子***,包括第二二向色片、第三正透镜以及第二共轴监测相机,用于将所述激光器发射的激光信号经由所述第一二向色片透射出的第二激光信号发送至第二光路通道,其中,所述第二光路通道的经由路径为所述第二激光信号顺次经由所述第二二向色片和所述第三正透镜到达所述第二共轴监测相机。
3.一种遥测收发装置的校正方法,基于遥测收发装置的校正***,其特征在于,包括:
将激光器发射的激光信号射入激光遥测收发装置的光路通道中;
分别将辅助光源子***和校正***移入所述激光遥测收发装置不同位置的光路通道中,并点亮所述辅助光源子***的光源,使得所述光源经过所述光路通道作为校准信号;
通过调整光学元件位置,使得所述校正***的监测相机所拍摄的激光信号和校准信号的成像满足预设条件时,确定所述激光遥测收发装置处于共轴或共焦工作状态;
其中,所述分别将辅助光源子***和校正***移入所述激光遥测收发装置不同位置的光路通道中,并点亮所述辅助光源子***的光源,使得所述光源经过所述光路通道作为校准信号,包括:
所述激光器发射的激光信号经由第一二向色片反射出第一激光信号,并经由第一光路通道;以及经由所述第一二向色片透射出第二激光信号,并经由第二光路通道;分别将辅助光源子***和第一共轴校正子***移入所述激光遥测收发装置的第一光路通道中;其中,所述第一共轴校正子***设置于望远光学子***与待测目标之间的第一光路通道中,所述辅助光源子***设置于返回信号处理子***与第二正透镜之间的收集光路通道中;点亮所述辅助光源子***的光源,使得所述光源从所述收集光路通道进入所述第一光路通道,作为第一校准信号从所述望远光学子***发射至所述待测目标;
或者,分别将辅助光源子***和第二共轴校正子***移入所述激光遥测收发装置的第二光路通道中;其中,所述第二共轴校正子***设置于所述第一二向色片的水平方向上,用于接收所述第二激光信号;点亮所述辅助光源子***的光源,使得所述光源从所述收集光路通道进入所述第二光路通道,作为第二校准信号从所述第一二向色片反射至所述第二共轴校正子***;
相应的,通过调整光学元件位置,使得所述校正***的监测相机所拍摄的激光信号和校准信号的成像满足预设条件时,确定所述激光遥测收发装置处于共轴或共焦工作状态,包括:
通过调整光阑的位置,使得所述第一共轴校正子***的第一共轴监测相机所拍摄的第一激光信号和第一校准信号的成像满足预设焦点重合条件时,确定所述激光遥测收发装置处于共轴工作状态;或者,
通过调整光阑的位置,使得所述第二共轴校正子***的第二共轴监测相机所拍摄的第二激光信号和第二校准信号的成像满足预设焦点重合条件时,确定所述激光遥测收发装置处于共轴工作状态。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,在确定所述激光遥测收发装置处于共轴工作状态之后,还包括:
将共焦校正子***移入所述激光遥测收发装置的第一光路通道中;其中,所述共焦校正子***设置于负透镜与所述第一二向色片之间的第一光路通道中;
通过调整负透镜的位置,使得所述共焦校正子***的共焦监测相机所拍摄的第一激光信号和第一校准信号的图像锐度大于预设锐度阈值时,确定所述激光遥测收发装置处于共焦工作状态。
5.根据权利要求4所述的方法,其中,所述第一共轴校正子***包括第一直线电机驱动装置、第一反射棱镜和第一共轴监测相机,所述共焦校正子***包括第二直线电机驱动装置、第二反射棱镜和共焦监测相机,
相应的,将第一共轴校正子***移入所述激光遥测收发装置的第一光路通道中,包括:
通过所述第一直线电机驱动装置将所述第一反射棱镜移入所述望远光学子***与所述待测目标之间的第一光路通道中,用于反射所述第一激光信号和所述第一校准信号至所述第一共轴监测相机;
所述将共焦校正子***移入所述激光遥测收发装置的第一光路通道中,包括:
通过所述第二直线电机驱动装置将所述第二反射棱镜移入所述负透镜与所述第一二向色片之间的第一光路通道中,用于反射所述第一激光信号和所述第一校准信号至所述共焦监测相机。
6.根据权利要求5所述的方法,其中,所述辅助光源子***包括第三直线电机驱动装置、辅助反射棱镜和光源,相应的,所述光源从所述收集光路通道进入所述第一光路通道作为第一校准信号,或者所述光源从所述收集光路通道进入所述第二光路通道作为第二校准信号,包括:
通过第三直线电机驱动装置将所述辅助反射棱镜移入所述返回信号处理子***与所述第二正透镜之间的收集光路通道中;
所述光源经由所述辅助反射棱镜反射至所述收集光路通道中,在顺次经由所述第二正透镜、所述光阑以及第一正透镜后,将通过所述第一二向色片透射进入所述第一光路通道的光源,作为第一校正信号;或者,将通过所述第一二向色片反射进入所述第二光路通道的光源,作为第二校正信号。
7.一种遥测收发装置的校正装置,基于遥测收发装置的校正***,其特征在于,包括:
激光射入模块,用于将激光器发射的激光信号射入激光遥测收发装置的光路通道中;
校准信号生成模块,用于分别将辅助光源子***和校正***移入所述激光遥测收发装置不同位置的光路通道中,并点亮所述辅助光源子***的光源,使得所述光源经过所述光路通道作为校准信号;
校正模块,用于通过调整光学元件位置,使得所述校正***的监测相机所拍摄的激光信号和校准信号的成像满足预设条件时,确定所述激光遥测收发装置处于共轴或共焦工作状态;
其中,校准信号生成模块,具体用于所述激光器发射的激光信号经由第一二向色片反射出第一激光信号,并经由第一光路通道;以及经由所述第一二向色片透射出第二激光信号,并经由第二光路通道;分别将辅助光源子***和第一共轴校正子***移入所述激光遥测收发装置的第一光路通道中;其中,所述第一共轴校正子***设置于望远光学子***与待测目标之间的第一光路通道中,所述辅助光源子***设置于返回信号处理子***与第二正透镜之间的收集光路通道中;点亮所述辅助光源子***的光源,使得所述光源从所述收集光路通道进入所述第一光路通道,作为第一校准信号从所述望远光学子***发射至所述待测目标;或者,分别将辅助光源子***和第二共轴校正子***移入所述激光遥测收发装置的第二光路通道中;其中,所述第二共轴校正子***设置于所述第一二向色片的水平方向上,用于接收所述第二激光信号;点亮所述辅助光源子***的光源,使得所述光源从所述收集光路通道进入所述第二光路通道,作为第二校准信号从所述第一二向色片反射至所述第二共轴校正子***;
校正模块,具体用于通过调整光阑的位置,使得所述第一共轴校正子***的第一共轴监测相机所拍摄的第一激光信号和第一校准信号的成像满足预设焦点重合条件时,确定所述激光遥测收发装置处于共轴工作状态;或者,通过调整光阑的位置,使得所述第二共轴校正子***的第二共轴监测相机所拍摄的第二激光信号和第二校准信号的成像满足预设焦点重合条件时,确定所述激光遥测收发装置处于共轴工作状态。
8.一种电子设备,其特征在于,包括:
至少一个处理器;以及
与所述至少一个处理器通信连接的存储器;其中,
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令,所述指令被所述至少一个处理器执行,以使所述至少一个处理器能够执行权利要求3-6中任一项所述的方法。
9.一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机指令用于使所述计算机执行根据权利要求3-6中任一项所述的方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202211365387.1A CN115420691B (zh) | 2022-11-03 | 2022-11-03 | 遥测收发装置的校正***、方法、装置、设备及存储介质 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202211365387.1A CN115420691B (zh) | 2022-11-03 | 2022-11-03 | 遥测收发装置的校正***、方法、装置、设备及存储介质 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN115420691A CN115420691A (zh) | 2022-12-02 |
CN115420691B true CN115420691B (zh) | 2023-01-31 |
Family
ID=84207340
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202211365387.1A Active CN115420691B (zh) | 2022-11-03 | 2022-11-03 | 遥测收发装置的校正***、方法、装置、设备及存储介质 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN115420691B (zh) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021046973A1 (zh) * | 2019-09-09 | 2021-03-18 | 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所 | 共光束扫描的视网膜成像*** |
WO2021184169A1 (zh) * | 2020-03-16 | 2021-09-23 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | 一种用于显微镜的实时自动对焦*** |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102353950B (zh) * | 2011-10-18 | 2013-08-28 | 中国工程物理研究院应用电子学研究所 | 一种具有光轴校准功能的激光雷达光学***及光轴校准方法 |
US10241198B2 (en) * | 2017-03-30 | 2019-03-26 | Luminar Technologies, Inc. | Lidar receiver calibration |
WO2019130372A1 (ja) * | 2017-12-25 | 2019-07-04 | 株式会社 日立ハイテクノロジーズ | 光学分析装置 |
CN108646232A (zh) * | 2018-05-15 | 2018-10-12 | 宁波傲视智绘光电科技有限公司 | 一种激光雷达的校正***和激光雷达测距装置 |
CN111580075A (zh) * | 2020-06-11 | 2020-08-25 | 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所 | 一种自动校准光轴的激光测距机*** |
CN114442106A (zh) * | 2022-01-28 | 2022-05-06 | 西安知微传感技术有限公司 | 激光雷达***的校准方法及装置 |
-
2022
- 2022-11-03 CN CN202211365387.1A patent/CN115420691B/zh active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021046973A1 (zh) * | 2019-09-09 | 2021-03-18 | 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所 | 共光束扫描的视网膜成像*** |
WO2021184169A1 (zh) * | 2020-03-16 | 2021-09-23 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | 一种用于显微镜的实时自动对焦*** |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN115420691A (zh) | 2022-12-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10764487B2 (en) | Distance image acquisition apparatus and application thereof | |
RU2465616C2 (ru) | Способ и устройство для трилатерации с использованием прогнозирования линий связи в пределах прямой видимости и фильтрации трасс в пределах прямой видимости до проведения измерений | |
CN208672797U (zh) | 一种激光雷达同轴光学***及激光雷达 | |
CN105928689B (zh) | 一种卫星激光测距中激光远场发散角测量方法与装置 | |
CN103176592B (zh) | 虚拟投影输入***及其输入检测方法 | |
CN108646232A (zh) | 一种激光雷达的校正***和激光雷达测距装置 | |
CN111784835B (zh) | 制图方法、装置、电子设备及可读存储介质 | |
CN101409810A (zh) | 投影仪及投影仪附件 | |
CN105572678A (zh) | 一种激光雷达全方位精确定位装置及方法 | |
US11877056B2 (en) | Information processing apparatus, information processing method, and program | |
CN112204568A (zh) | 路面标识识别方法及装置 | |
CN106886027B (zh) | 激光定位装置及激光定位方法 | |
CN108693625A (zh) | 成像方法、装置及*** | |
CN109870453B (zh) | 一种测量装置及*** | |
CN115420691B (zh) | 遥测收发装置的校正***、方法、装置、设备及存储介质 | |
CN112543284B (zh) | 对焦***、方法及装置 | |
US11604275B2 (en) | Laser positioning apparatus and laser positioning method | |
CN115420697B (zh) | 一种激光遥测收发装置 | |
CN111830969A (zh) | 一种基于反光板及二维码的融合对接方法 | |
CN108956395B (zh) | 一种空气微粒浓度检测的方法及终端 | |
US20220082435A1 (en) | Method and system for advanced autofocusing spectroscopy | |
CN107942692B (zh) | 信息显示方法和装置 | |
CN112149441B (zh) | 一种基于反光板的二维码定位控制方法 | |
CN113109828A (zh) | 激光雷达调测装置及*** | |
CN209055782U (zh) | 一种自动对焦的*** |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |