一种自动校正视轴误差的远场激光能量探测方法技术

一种自动校正视轴误差的远场激光能量探测方法，属于激光能量测试技术领域，为了解决现有技术存在的问题，该方法为：确定目标靶板处于跟踪相机的视场中心；启动激光发射器照射到目标靶板的十字靶心；启动激光能量探头，此时会有激光能量测量值输出；采用螺旋扫描的方式对目标靶板进行扫描，记录每一时刻转台方位角度编码器和俯仰角度编码器输出的角度信息和激光能量探头输出的激光光斑能量测量信息；完成扫描后，确定激光能量探头输出激光光斑能量最大值，记录该最大值所对应的方位角度编码器和俯仰角度编码器输出的角度值作为此时跟踪相机的视轴和激光能量探头的视轴的偏差量；然后根据该偏差量调整跟踪相机的视场中心进行跟踪。

A far-field laser energy detection method for automatically correcting optical axis error

A far-field laser energy detection method for automatically correcting the line-of-sight error belongs to the field of laser energy measurement technology. In order to solve the problems existing in the existing technology, the method is as follows: determining the target plate in the field center of the tracking camera; starting the laser emitter to irradiate the cross target center of the target plate; starting the laser energy detection. Head, there will be laser energy measurement output at this time; Scan the target plate by spiral scanning, record the angle information of the rotary table azimuth encoder and pitch angle encoder output at each moment and the laser spot energy measurement information of the laser energy probe output; after completing the scanning, determine the laser energy detection. The maximum laser spot energy is output by the head, and the output angle of the azimuth encoder and the pitch encoder corresponding to the maximum is recorded as the deviation of the optical axis of the tracking camera and the optical axis of the laser energy probe.

【技术实现步骤摘要】
一种自动校正视轴误差的远场激光能量探测方法
本专利技术涉及一种自动校正视轴误差的远场激光能量探测方法，属于激光能量测试

技术介绍
采用跟踪转台搭载各种光谱段的成像或者激光能量测试系统对激光参数进行野外测量是一种很常见的激光外场参数测试方法。该方法使用跟踪转台上的跟踪相机搜索远处的目标和目标上的待测激光光斑后进行锁定和跟踪，随后跟踪转台上装载的激光能量探头与跟踪相机对激光光斑能量参数进行测试。为保证系统工作可靠和结果准确，要求跟踪相机视轴和激光能量探头视轴在被测目标上交汇或者偏差小于规定的范围。但是，由于被测的激光波长人眼不可见，能量测试系统中的激光能量探头光轴位置和输出结果无法可视化导致系统的调校比较困难，在装调过程中存在误差；另外，激光能量探头使用一段时间后，由于机械部件的位移会导致其视轴的漂移，因此会使转台跟踪相机视轴与激光能量探头视轴不重合的误差发生不确定的变化。上述问题会导致激光能量探头的视轴中心偏离被测的激光光斑目标，从而使测量结果不准确甚至丢失。解决上述问题的传统方案是在设备出厂前在光学装调阶段采用人工装调的方式对两个视轴的交汇点进行标校，但由于光斑不可见导致视轴装调误差无法控制在较小的范围；另外，能量测试系统在使用一段时间后，需要返回生产厂家对变化的视轴位置进行重新标校以消除视轴漂移带来的误差。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有远场激光能量测试系统中存在的跟踪相机视轴和激光能量探头视轴人工装调误差无法控制以及使用过程中出现的误差漂移问题，提出了一种自动校正视轴误差的远场激光能量探测方法。本方法利用了跟踪系统输出的目标角度位置信息和激光能量探头输出的能量探测结果，对其进行处理后得到跟踪系统与激光能量探头的视轴偏差，并根据该偏差对被跟踪目标的实际位置进行修正，从而实现视轴误差的自动消除，确保能量测试系统测量结果的准确性。本专利技术解决技术问题的技术方案：一种自动校正视轴误差的远场激光能量探测方法，其特征是，该方法包括以下步骤：步骤一，用跟踪相机对目标靶板进行搜索、捕获、锁定和跟踪，确定目标靶板处于跟踪相机的视场中心；步骤二，启动激光发射器，对目标靶板进行照射，使其发出的激光光斑照射到目标靶板的十字靶心；步骤三，启动激光能量探头，此时激光能量探头会有激光能量测量值输出；步骤四，根据跟踪相机视轴中心所在位置，按照跟踪相机的视场1/2或者2/3大小的范围，采用螺旋扫描的方式驱动跟踪转台，带动跟踪相机和激光能量探头转动，对目标靶板进行扫描；在螺旋扫描方式下，跟踪相机的视场中心在初始时刻位于目标靶板中心；扫描的过程中记录每一时刻转台方位角度编码器和俯仰角度编码器输出的角度信息和激光能量探头输出的激光光斑能量测量信息；步骤五，完成螺旋扫描之后，可以确定激光能量探头输出激光光斑能量最大值，记录该最大值所对应的方位角度编码器和俯仰角度编码器输出的角度值作为此时跟踪相机的视轴和激光能量探头的视轴的偏差量△X和△Y；然后根据该偏差量调整跟踪相机的视轴中心到该方位角度值和俯仰角度值所对应的位置，并以该点为实际被跟踪目标调整到跟踪相机的视场中心进行跟踪。所述步骤四中采用螺旋扫描替换为光栅扫描的驱动方式跟踪转台，带动跟踪相机和激光能量探头转动，对目标靶板进行扫描；在光栅扫描方式下，跟踪相机的视场中心在初始时刻位于目标靶板的左上角；扫描的过程中记录每一时刻转台方位角度编码器和俯仰角度编码器输出的角度信息和激光能量探头输出的激光光斑能量测量信息。本专利技术的有益效果：本专利技术在进行误差校正时不需要准确知道跟踪相机视轴和能量测试系统视轴的平行度误差和实际交汇点位置；进行误差校正时不需要额外的设备或者装置；本方法可在野外动态测量开始之前随时现场自动完成，不需要专业的光机装调人员。本专利技术提高外场激光能量测试的精度；解决了非共轴非成像照射激光能量动态测试系统的视轴误差野外自动校正问题。附图说明图1为本专利技术所述跟踪相机视轴和激光能量探头视轴装调偏差示意图。图2为采用螺旋扫描的方式确定跟踪相机视轴和激光能量探头视轴的偏差量示意图。图3为采用光栅扫描的方式确定跟踪相机视轴和激光能量探头视轴的偏差量示意图。图4为装调后激光能量探头视轴中心与跟踪相机视轴中心在目标靶上的位置关系示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术进行详细说明。一种自动校正视轴误差的远场激光能量探测方法，包括以下步骤：步骤一，如图1所示，用跟踪相机1对目标靶板2进行搜索、捕获、锁定和跟踪，确定目标靶板2处于跟踪相机1的视场中心。步骤二，启动激光发射器4，对目标靶板2进行照射，使其发出的激光光斑照射到目标靶板2的十字靶心。激光发射器4发出的短波红外激光打在距激光激光能量探头3一定距离(如5Km)的目标靶板2中心，在目标靶板上2会呈现一个激光扩散斑。在理想状态下，跟踪相机1视轴与激光能量探头3视轴应该在目标靶板2的中心处重合。步骤三，启动激光能量探头3，此时会有激光能量测量值输出。步骤四，根据跟踪相机1视轴中心所在位置，按照跟踪相机1的视场1/2或者2/3大小的范围，如图2、3所示，采用螺旋扫描或者光栅扫描的方式驱动跟踪转台，带动跟踪相机1和激光能量探头3转动，对目标靶板2进行扫描。在螺旋扫描方式下，跟踪相机1的视场中心在初始时刻位于目标靶板2中心；在光栅扫描方式下，跟踪相机1的视场中心在初始时刻位于目标靶板2的左上角；扫描的过程中记录每一时刻转台方位角度编码器和俯仰角度编码器输出的角度信息和激光能量探头3输出的激光光斑能量测量信息。步骤五，完成螺旋扫描或者光栅扫描之后，可以确定激光激光能量探头3输出激光光斑能量最大值，记录该最大值所对应的方位角度编码器和俯仰角度编码器输出的角度值作为此时跟踪相机1的视轴和激光能量探头3的视轴的偏差量△X和△Y，如图4所示；然后根据该偏差量调整跟踪相机1的视轴中心到该方位角度值和俯仰角度值所对应的位置，并以该点为实际被跟踪目标调整到跟踪相机1的视场中心进行跟踪。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自动校正视轴误差的远场激光能量探测方法，其特征是，该方法包括以下步骤：步骤一，用跟踪相机(1)对目标靶板(2)进行搜索、捕获、锁定和跟踪，确定目标靶板(2)处于跟踪相机(1)的视场中心；步骤二，启动激光发射器(4)，对目标靶板(2)进行照射，使其发出的激光光斑照射到目标靶板(2)的十字靶心；步骤三，启动激光能量探头(3)，此时会有激光能量测量值输出；步骤四，根据跟踪相机(1)视轴中心所在位置，按照跟踪相机(1)的视场1/2或者2/3大小的范围，采用螺旋扫描的方式驱动跟踪转台，带动跟踪相机(1)和激光能量探头(3)转动，对目标靶板(2)进行扫描；在螺旋扫描方式下，跟踪相机(1)的视场中心在初始时刻位于目标靶板(2)中心；扫描的过程中记录每一时刻转台方位角度编码器和俯仰角度编码器输出的角度信息和激光能量探头(3)输出的激光光斑能量测量信息；步骤五，完成螺旋扫描之后，可以确定激光能量探头(3)输出激光光斑能量最大值，记录该最大值所对应的方位角度编码器和俯仰角度编码器输出的角度值作为此时跟踪相机(1)的视轴和激光能量探头(3)的视轴的偏差量△X和△Y；然后根据该偏差量调整跟踪相机(1)的视轴中心到该方位角度值和俯仰角度值所对应的位置，并以该点为实际被跟踪目标调整到跟踪相机(1)的视场中心进行跟踪。...

【技术特征摘要】
1.一种自动校正视轴误差的远场激光能量探测方法，其特征是，该方法包括以下步骤：步骤一，用跟踪相机(1)对目标靶板(2)进行搜索、捕获、锁定和跟踪，确定目标靶板(2)处于跟踪相机(1)的视场中心；步骤二，启动激光发射器(4)，对目标靶板(2)进行照射，使其发出的激光光斑照射到目标靶板(2)的十字靶心；步骤三，启动激光能量探头(3)，此时会有激光能量测量值输出；步骤四，根据跟踪相机(1)视轴中心所在位置，按照跟踪相机(1)的视场1/2或者2/3大小的范围，采用螺旋扫描的方式驱动跟踪转台，带动跟踪相机(1)和激光能量探头(3)转动，对目标靶板(2)进行扫描；在螺旋扫描方式下，跟踪相机(1)的视场中心在初始时刻位于目标靶板(2)中心；扫描的过程中记录每一时刻转台方位角度编码器和俯仰角度编码器输出的角度信息和激光能量探头(3)输出的激光光斑能量测量信息；步骤五...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘智，杨阳，刘鹏，王春艳，景文博，
申请(专利权)人：长春理工大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22