一种便携式光轴检测仪及其方法技术

本发明专利技术提供一种便携式光轴检测仪及其方法，所述检测仪包括设置在可调节底座上的第一转向棱镜、第二转向棱镜、消色差镜组、分光棱镜、CCD相机、遮光套筒、可见光光源和水平仪；所述第一转向棱镜、第二转向棱镜、消色差镜组与分光棱镜和CCD相机同轴设置；所述分光棱镜、遮光套筒和可见光光源同轴设置。本发明专利技术便携式光轴检测仪具有体积小，重量轻，方便野外作业，操作简单等优点，可以随时对激光测距系统或激光雷达系统的光学系统进行光轴同轴度的调校，在野外恶劣条件下也可以完成目标瞄准轴、激光发射光轴、激光接收光轴的一致性校准工作。

Portable optical axis detector and its method

The invention provides a portable optical axis detector and a method thereof. The detector comprises a first turning prism, a second turning prism, an achromatic prism group, a splitting prism, a CCD camera, a shading sleeve, a visible light source and a level, a first turning prism, a second turning prism, and an achromatic prism arranged on an adjustable base. The difference lens group is coaxially arranged with the splitting prism and the CCD camera, and the splitting prism, the shading sleeve and the visible light source are coaxially arranged. The portable optical axis detector of the invention has the advantages of small volume, light weight, convenient field operation, simple operation, etc. It can adjust the optical axis coaxiality of the laser ranging system or the optical system of the laser radar system at any time, and can also complete the target aiming axis, the laser emission optical axis and the laser connection under the adverse conditions in the field. Calibration of optical axis.

【技术实现步骤摘要】
一种便携式光轴检测仪及其方法
本专利技术涉及一种检测仪，具体涉及一种便携式光轴检测仪及其方法。
技术介绍
远距离激光测距系统以及激光雷达系统等，都是利用发射激光照射到目标表面，采取大口径接收镜头收集反射回来的光信号，并且会聚在高灵敏度的APD光电探测器上，进行光信号到电信号的转换，通过对发射和接收时间差的测量，进行测距、测速和目标的识别等，在投入正式使用之前，通常会进行高精度的同轴度检测，目的是让瞄准光轴、发射光轴与接收光轴保持高精度同轴，这也是激光测距系统以及激光雷达系统高精度的重要保障。目前对机械轴、发射镜头以及接收镜头进行同轴度检测的方法有两种：一、使用利用大口径聚焦透镜与CCD相机对发射与接收光轴进行焦点位置标定，通过对比标定位置，对发射与接收系统进行光轴的调节，使其位置一致，进行同轴度检测。二、利用大口径离焦凹面反射镜与CCD相机对发射与接收光轴进行焦点位置标定，通过对比标定位置，对发射与接收系统进行光轴的调节，使其位置一致，进行同轴度检测；激光测距系统和激光雷达系统都是具有激光光源作为发射光源的高精度仪器。第一种方法中使用的大口径聚焦透镜一般需要口径做到200mm，而这种透镜由于加工工艺难度非常大，导致其造价昂贵，会使生产成本增加，从而降低了产品的价格竞争力；第二种方法中虽然用离焦的凹面反射镜代替了大口径的聚焦透镜，其成本降低了一些，但是由于其非常厚重，不方便携带外出，一旦激光测距系统或激光雷达系统在工作的环境下出现的问题涉及到发射与接收系统，若采用此种方法则无法在野外恶劣条件下重新校轴，必须送回军区或生产厂家进行维修，非常影响工作效率。所以本领域的技术人员亟待解决光轴检测成本高，检测仪器过于笨重，不方便携带外出，导致工作效率低等问题。
技术实现思路
为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本申请提供一种便携式光轴检测仪及其方法。本专利技术的目的是采用下述技术方案实现的：一种便携式光轴检测仪，其改进之处在于，所述检测仪包括设置在可调节底座24上的第一转向棱镜9、第二转向棱镜12、消色差镜组19、分光棱镜20、CCD相机21、遮光套筒22、可见光光源23和水平仪25；所述第一转向棱镜9、第二转向棱镜12、消色差镜组19与分光棱镜20和CCD相机21同轴设置；所述分光棱镜20、遮光套筒22和可见光光源23同轴设置。进一步地，所述第一转向棱镜9包括第一转向棱镜分光部分10和第一转向棱镜反射部分；所述第二转向棱镜12包括第二转向棱镜反射部分13和第二转向棱镜分光部分14。进一步地，所述检测仪前端设有平面反射镜18；所述平面反射镜18位于所述第一转向棱镜9前端，与所述第一转向棱镜9、第二转向棱镜12、消色差镜组19与分光棱镜20和CCD相机21同轴设置。进一步地，将可见光光源23打开，调节第一转向棱镜9的俯仰与方位角使光源的两个光斑重合在CCD相机21中心的位置，并微调可见光光源23与CCD相机21的位置；校准光轴检测仪的第二转向棱镜12，将平面反射镜18正对第二转向棱镜12，摆放角度与光轴成90度，将可见光光源23打开，调节第二转向棱镜12的俯仰与方位角使光源的两个光斑重合在CCD相机21中心位置。进一步地，所述检测仪前端设有激光测距机；所述激光测距机包括同轴设置的激光器2和发射镜组3，同轴设置的APD光电探测器6、包含深度截止滤光片5的回光接收镜组4，同轴设置包含视场光阑8的目标瞄准镜组7，和用于激光测距机接收系统光轴检测的可移动模拟光源26和金属挡板27。进一步地，所述检测仪前端与激光测距机之间设有衰减器15，所述衰减器15包括与光轴成45度放置的衰减片17和与防止激光被反射出光路的挡光板16。进一步地，对瞄准光轴校轴，将激光测距机的目标瞄准镜组7、发射镜组3、回光接收镜组4对准光轴检测仪，打开可见光光源23，可在目标瞄准镜组7一端观察到亮点，调节瞄准镜使亮点清晰位于十字丝的中心，锁紧瞄准镜，关闭可见光光源23。进一步地，对发射光轴校轴，打开激光器2，激光经由发射镜组3入射到衰减片17，衰减片17与发射光轴成45度放置，一部分光反射到挡光板16上，另一部分光进入第二转向棱镜12，调节发射镜组3的俯仰与方位角，使激光会聚到CCD相机21的接收面上，标定位置，并保存位置信息。进一步地，对接收光轴校轴，模拟光源26安装在金属挡板27上，金属板在一侧挡住模拟光源26，一侧发光，将模拟光源26通过回光接收镜组4下方开口放入，打开模拟光源26，模拟光源26发出与激光器2波长相同的光射向APD光电探测器6接收表面，通过APD光电探测器6接收表面反射进入回光接收镜组4，通过消色差镜组19和分光棱镜20聚焦到CCD相机21的接收面上，调节回光接收镜组4的俯仰以及方位角使光斑与之前标定好的发射激光光斑位置一致，调节好后将回光接收镜组4锁紧，光轴校准完成。本专利技术还提供一种便携式光轴检测方法，其改进之处在于，所述方法包括调节校准光轴检测仪精度，使可见光光源23与CCD相机21的接收平面在消色差镜组19焦平面位置；将激光测距机对准光轴检测仪，微调目标瞄准镜组7，将可见光光斑成像于目标瞄准镜组中心，微调发射镜组3与回光接收镜组4的俯仰以及方位角将激光测距机的发射与接收光轴进行校准；具体为，将激光测距机对准光轴检测仪，目标瞄准镜组7观察可见光光源23是否在十字丝中心位置，若在则激光测距机机械轴与目标瞄准镜组7同轴，再利用转向棱镜将通过发射镜组3和回光接收镜组4的光折反射都进入消色差镜组19，聚焦照射到CCD相机21，这样不需要移动激光测距机，也不需要移动CCD相机21，只需要微调发射镜组3与回光接收镜组4的俯仰以及方位角即可将激光测距机的发射与接收光轴进行校准。利用观察可见光光斑、标定发射与接收光斑在同一个CCD相机21中的位置，微调目标瞄准镜组7、发射镜组3以及回光接收镜组4的俯仰与方位角，保证目标瞄准光轴、激光发射光轴与回光信号接收光轴的一致性。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。与最接近的现有技术相比，本专利技术提供的技术方案具有的优异效果是：本专利技术便携式光轴检测仪具有体积小，重量轻，方便野外作业，操作简单等优点，可以随时对激光测距系统或激光雷达系统的光学系统进行光轴同轴度的调校，在野外恶劣条件下也可以完成目标瞄准轴、激光发射光轴、激光接收光轴的一致性校准工作。本专利技术中的光轴检测仪没有采用大口径的凹面离焦反射镜与大口径的聚焦接收透镜，所以重量相对较轻，体积较小，可以将所有的元器件集中在500mm内，克服了不方便携带的不足，方便野外作业，操作简单，它可以随时对激光测距系统或激光雷达系统的光学系统进行光轴同轴度的调校，在野外恶劣条件下也可以完成目标瞄准轴、激光发射光轴、激光接收光轴的一致性校准工作，大大提高了工作效率。采用激光二极管代替发射系统的激光作为光源，这样做会减少由于操作不当、忘记加衰减片或其他原因，而造成接收系统进行同轴度检测时APD光电探测装置的损伤，由于APD光电探测器6价格昂贵，这样做保证了APD光电探测器6的安全，从而节省本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种便携式光轴检测仪，其特征在于，所述检测仪包括设置在可调节底座上的第一转向棱镜、第二转向棱镜、消色差镜组、分光棱镜、CCD相机、遮光套筒、可见光光源和水平仪；所述第一转向棱镜、第二转向棱镜、消色差镜组与分光棱镜和CCD相机同轴设置；所述分光棱镜、遮光套筒和可见光光源同轴设置。

【技术特征摘要】
1.一种便携式光轴检测仪，其特征在于，所述检测仪包括设置在可调节底座上的第一转向棱镜、第二转向棱镜、消色差镜组、分光棱镜、CCD相机、遮光套筒、可见光光源和水平仪；所述第一转向棱镜、第二转向棱镜、消色差镜组与分光棱镜和CCD相机同轴设置；所述分光棱镜、遮光套筒和可见光光源同轴设置。2.如权利要求1所述的一种便携式光轴检测仪，其特征在于，所述第一转向棱镜包括第一转向棱镜分光部分和第一转向棱镜反射部分；所述第二转向棱镜包括第二转向棱镜反射部分和第二转向棱镜分光部分。3.如权利要求1所述的一种便携式光轴检测仪，其特征在于，所述检测仪前端设有平面反射镜；所述平面反射镜位于所述第一转向棱镜前端，与所述第一转向棱镜、第二转向棱镜、消色差镜组与分光棱镜和CCD相机同轴设置。4.如权利要求3所述的一种便携式光轴检测仪，其特征在于，将可见光光源打开，调节第一转向棱镜的俯仰与方位角使光源的两个光斑重合在CCD相机中心的位置，并微调可见光光源与CCD相机的位置；校准光轴检测仪的第二转向棱镜，将平面反射镜正对第二转向棱镜，摆放角度与光轴成90度，将可见光光源打开，调节第二转向棱镜的俯仰与方位角使光源的两个光斑重合在CCD相机中心位置。5.如权利要求1所述的一种便携式光轴检测仪，其特征在于，所述检测仪前端设有激光测距机；所述激光测距机包括同轴设置的激光器和发射镜组，同轴设置的APD光电探测器、包含深度截止滤光片的回光接收镜组，同轴设置的包含视场光阑的目标瞄准镜组，和用于激光测距机接收系统光轴检测的可移动模拟光源和金属挡板。6.如权利要求5所述的一种便携式光轴检测仪，其特征在于，所述检测仪前端与激光测距机之间设有衰减器，所述衰减器包括与光轴成45度放置的衰减片和与防止激光被反射出光路的挡光...

【专利技术属性】
技术研发人员：张帆，叶一东，崔家珮，吴权，冯新，高旭，李小青，王能东，张洪流，赵玉倩，张秀芳，李磊，王能礼，张加军，
申请(专利权)人：北京华宇德信光电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11