一种激光测距机光轴调试系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种激光测距机光轴调试系统，包括激光器、照明光源和带CCD镜头的CCD相机，所述的激光器上连接有发射光学系统，所述的CCD相机和激光器之间连接有计算机，所述的发射光学系统上连接有接收光学系统，所述的接收光学系统后方连接有探测器组件，所述的接收光学系统前方依次设有衰减片、直角棱镜和角锥棱镜；还公开了其调试方法；本发明专利技术可以实时监视探测器组件靶面的清晰度，通过调节装置将探测器组件前后位置调试到最佳，将激光器光斑直接照射到探测器组件靶面进行光轴调试，直观、效率高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于激光
，涉及一种以近红外相机和角锥棱镜相结合调试光轴的系统，以及调试方法，适用于各种激光光轴调试系统。
技术介绍
激光测距机的激光器发射激光光束，通过光学系统扩束后出射到被测目标，激光束照射到被测目标后产生漫反射，反射光束经过接收光学系统聚焦到光电探测器上，经过电路处理后，计算出目标距离信息。激光测距机的“光轴”不同于一般光学仪器的光轴，它实际上是指二轴：激光发射光学系统光轴和激光接收光学系统光轴。激光测距机设计时，在结构上通常保证了发射接收光轴的近似同轴性，接下来就是精确调校激光发射接收的光轴。激光测距机的光轴误差直接影响测距机测距性能，误差较大时，测距机不能测距。因此，对激光测距机光轴的调校非常重要。激光测距机光轴调试通常采用大口径平行光管或球面反射镜，进行所谓“激光打点”法进行光轴调校。这种方法的主要缺点是：第一、采用人工观察测量，受主观因素限制，误差大。第二、需要人工调整测距机的瞄准机构，反复多次，工作效率低。中科院上海技术物理研究所在“激光测距机系统光学校准装置及方法”专利（专利号CN1595196A）中，提出一种在接收光学系统之前设接收视场模拟激光器，在接收光学系统和激光器之后是平行光管，在平行光管之后垂直于其主轴设一像屏、该像屏后是面阵CCD，该面阵CCD与计算机相连；中国航空工业第一集团公司第六一三研究所在“1.06um激光测距机发射天线调试方法及调试设备”专利（专利号CN101086530A）中，提出平行光从发射天线的目镜入射，调试激光发射天线的物镜的焦平面和目镜的焦平面重合，当物镜的焦平面和目镜的焦平面重合时，从发射天线的物镜出射的光束亦为平行光。上述几种方案的不足之处在于：都是采用模拟光源对光学系统进行校准，校准精度较低，系统复杂，不利于调试。
技术实现思路
为了克服上述存在的不足，本专利技术的目的之一是提供一种调试精度高、能够实时准确监视发射系统光轴和接收系统光轴、并可以将接收组件调校到最佳状态的调试系统。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种激光测距机光轴调试系统，包括激光器、照明光源和带CCD镜头的CCD相机，所述的激光器上连接有发射光学系统，所述的CCD相机和激光器之间连接有计算机，所述的发射光学系统上连接有接收光学系统，所述的接收光学系统后方连接有探测器组件，所述的接收光学系统前方依次设有衰减片、直角棱镜和角锥棱镜。所述的一种激光测距机光轴调试系统，其探测器组件通过调节支架设置在直线导轨上，所述的直线导轨设置在升降装置上。所述的一种激光测距机光轴调试系统，其角锥棱镜通过直线导轨设置在升降装置上。所述的一种激光测距机光轴调试系统，其探测器组件包括滤光片、小孔光阑、光电二极管和结构件。所述的一种激光测距机光轴调试系统，其激光器为半导体激光器、固体激光器或气体激光器。所述的一种激光测距机光轴调试系统，其衰减片为对应特定波长的衰减片，规格为10dB～30dB。所述的一种激光测距机光轴调试系统，其接收光学系统为双胶合物镜和短焦透镜相结合的光学系统。所述的一种激光测距机光轴调试系统，其CCD相机是光谱响应波段为400nm～1100nm或900nm～1100nm的近红外相机。所述的一种激光测距机光轴调试系统，其CCD镜头焦距为200mm，所述的照明光源为20W白炽灯。本专利技术的目的之二是提供一种激光测距机光轴的调试方法，步骤如下：S01，计算机分别向激光器和CCD相机发出信号，以实现同步工作；S02，激光器发出的激光经过发射光学系统进行准直；S03，激光光束经过角锥棱镜反射，沿原方向180°返回；S04，调节升降装置和直线导轨，使得激光束射入直角棱镜的中心；S05，将直角棱镜与接收光学系统的光轴调整一致，以便激光光束经过直角棱镜后射入接收光学系统；S06，在接收光学系统前插入衰减片；S07，入射到接收光学系统的激光束，聚焦到探测器组件上；S08，打开计算机的近红外相机图像采集程序，观察激光光斑是否在屏幕上显示；如果激光光斑没显示，调节直角棱镜的位置，直到显示光斑；S09，关闭激光器的工作电源；S10，打开照明光源的电源，照明光源点亮后发射出连续光谱，通过直角棱镜射入接收光学系统，聚焦到探测器组件的靶面；S11，从CCD相机观察探测器组件的靶面，通过调节直线导轨和升降装置，使得靶面成像清晰；S12，打开激光器的供电电源，使激光器能正常发射激光；S13，通过调节支架使靶面与激光光束重合。本专利技术的有益效果是：1.本专利技术专利采用角锥棱镜作为反射镜，光轴调试精度高，精度达到±0.025mrad；2.本专利技术专利可以实时监视探测器组件靶面的清晰度，通过调节装置将探测器组件前后位置调试到最佳；3.本专利技术专利将激光器光斑直接照射到探测器组件靶面进行光轴调试，直观、效率高；4.本专利技术专利设有衰减片，可以保护光电探测器和CCD相机安全，调节衰减片的规格，可以获得不同大小的光斑，提高光轴调试精度。附图说明图1是本专利技术系统的组成原理框图。各附图标记为：1—角锥棱镜，2—发射光学系统，3—激光器，4—探测器组件，5—调节支架，6—直线导轨，7—升降装置，8—接收光学系统，9—衰减片，10—直角棱镜，11—照明光源，12—计算机，13—CCD相机，14—CCD镜头，15—升降装置，16—直线导轨。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步详细说明。参照图1所示，本专利技术公开了一种激光测距机光轴调试系统，包括激光器3、照明光源11和带CCD镜头14的CCD相机13，所述的激光器3前方连接有发射光学系统2，所述的CCD相机13和激光器3之间连接有计算机12，所述的发射光学系统2下方平行设置有接收光学系统8，所述的接收光学系统8后方连接有探测器组件4，所述的接收光学系统8前方依次设有衰减片9、直角棱镜10和角锥棱镜1，直角棱镜10可以将光束偏转90度，其中角锥棱镜1位于直角棱镜10的斜面前方，所述的接收光学系统8和衰减片9位于直角棱镜10的一个垂直平面前方，照明光源11和CCD镜头14位于直角棱镜10的另一个垂直平面下方；所述的探测器组件4通过调节支架5设置在直线导轨6上，所述的直线导轨6设置在升降装置7上；所述的角锥棱镜1通过直线导轨16设置在升降装置15上；升降装置、直线导轨、调节支架等调节装置主要是调节角锥棱镜和探测器组件的高低俯仰等姿态，保证激光发射系统光轴和接收系统光轴一致。所述的探测器组件4包括滤光片、小孔光阑、光电二极管和结构件；所述的激光器可以使用半导体激光器、固体激光器或气体激光器等激光器；所述的衰减片9为对应特定波长的衰减片，规格为10dB～30dB；所述的接收光学系统8为双胶合物镜和短焦透镜相结合的光学系统；所述的CCD相机13是光谱响应波段为400nm～1100nm或900nm～1100nm的近红外相机；所述的CCD镜头14焦距为200mm，CCD镜头14与CCD相机13配合使用，使用之前将CCD相机13对特定波长进行校准，所述的照明光源11为20W白炽灯，白炽灯发出的光线是连续光谱，光谱中含有发射激光对应波长的成份，它主要是照亮探测器组件4的靶面。本系统使用时，计算机12控制激光器3发射激光，同时控制CCD相机13工作；激光器3发出的激光通过发射光学系统2后，激本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光测距机光轴调试系统，其特征在于：包括激光器（3）、照明光源（11）和带CCD镜头（14）的CCD相机（13），所述的激光器（3）上连接有发射光学系统（2），所述的CCD相机（13）和激光器（3）之间连接有计算机（12），所述的发射光学系统（2）上连接有接收光学系统（8），所述的接收光学系统（8）后方连接有探测器组件（4），所述的接收光学系统（8）前方依次设有衰减片（9）、直角棱镜（10）和角锥棱镜（1）。

【技术特征摘要】
1.一种激光测距机光轴调试系统，其特征在于：包括激光器（3）、照明光源（11）和带CCD镜头（14）的CCD相机（13），所述的激光器（3）上连接有发射光学系统（2），所述的CCD相机（13）和激光器（3）之间连接有计算机（12），所述的发射光学系统（2）上连接有接收光学系统（8），所述的接收光学系统（8）后方连接有探测器组件（4），所述的接收光学系统（8）前方依次设有衰减片（9）、直角棱镜（10）和角锥棱镜（1）。2.根据权利要求1所述的一种激光测距机光轴调试系统，其特征在于，所述的探测器组件（4）通过调节支架（5）设置在直线导轨（6）上，所述的直线导轨（6）设置在升降装置（7）上。3.根据权利要求1所述的一种激光测距机光轴调试系统，其特征在于，所述的角锥棱镜（1）通过直线导轨（16）设置在升降装置（15）上。4.根据权利要求1或2或3所述的一种激光测距机光轴调试系统，其特征在于，所述的探测器组件（4）包括滤光片、小孔光阑、光电二极管和结构件。5.根据权利要求1所述的一种激光测距机光轴调试系统，其特征在于，所述的激光器为半导体激光器、固体激光器或气体激光器。6.根据权利要求1所述的一种激光测距机光轴调试系统，其特征在于，所述的衰减片（9）为对应特定波长的衰减片，规格为10dB～30dB。7.根据权利要求1所述的一种激光测距机光轴调试系统，其特征在于，所述的接收光学系统（8）为双胶合物镜和短焦透镜相结合的光学系统。8.根据权利要求1所述的一种激光测距机光轴调试系统，其特征在于，所述的CCD相机（13）是光谱响应波段为400nm～1100...

【专利技术属性】
技术研发人员：席文强，王寿增，郭良贤，高彦伟，余龙，林承飞，孙峰，
申请(专利权)人：湖北久之洋红外系统股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42