一种多光谱光轴一致性检测设备及检测方法技术

一种多光谱光轴一致性检测设备，包括：光路模块；检测模块；所述检测模块包括十字分划靶板、相纸靶板和照明灯，所述十字分划靶板和相纸靶板并排设置在光路模块焦平面处，所述照明灯设置在所述十字分划靶板和相纸靶板背向光路模块的一侧，为十字分划靶板提供光源；使得打开照明灯后，透过所述光路模块观察所述检测模块时，十字分划靶板和相纸靶板视为无穷远处目标；调平台，可拆卸地设置在所述光路模块底部；三脚架，可拆卸地设置在所述调平台底部；接口盒，分别与光路模块和检测模块通过串口连接，其中照明灯与接口盒连接；数据处理及控制终端，与所述接口盒通过串口连接，用于采集、处理数据及控制光路模块和检测模块。理数据及控制光路模块和检测模块。理数据及控制光路模块和检测模块。

【技术实现步骤摘要】
一种多光谱光轴一致性检测设备及检测方法


[0001]本专利技术涉及光轴一致性检测
，具体涉及一种多光谱光轴一致性检测设备及检测方法。

技术介绍

[0002]目前常见的光学观察设备通常具备可见光、微光、红外、激光测距其中的两种以上的功能，对于此种多光轴系统来说，光轴一致性控制得越好，其成像性能、测距性能和侦察性能越高。
[0003]传统的光轴检测方法，检测设备体积大，重量大、操作复杂，大部分采用直接手工测量的方法，测量人员的主观判断对测量结果影响较大，精度相对较低。目前部分方法在检测仪器中加入CCD摄像机代替人工测量，提高了测量精度，但仍有局限性：部分方法采用同轴反射光路，其检测过程中，光线经过平行光管时，因次镜的遮挡，最终到达目标靶板的光线损失较大，对测量结果存在一定影响；部分方法采用离轴反射光路，但其方法复杂，需要其他目标协同检测，无法随时随地、快速、高效地验证光轴一致性指标。

技术实现思路

[0004]为解决现有技术中光轴检仪器无法应用于多光谱设备检测的技术问题，本专利技术提供一种多光谱光轴一致性检测设备及检测方法。
[0005]本专利技术采用的方案如下：一种多光谱光轴一致性检测设备，包括：光路模块；检测模块，通过导轨设置在所述光路模块一侧，并设有与光路模块相通的光路通道；所述检测模块包括十字分划靶板、相纸靶板和照明灯，所述十字分划靶板和相纸靶板并排设置在光路模块焦平面处，所述照明灯设置在所述十字分划靶板和相纸靶板背向光路模块的一侧，为十字分划靶板提供光源；使得打开照明灯后，透过所述光路模块观察所述检测模块时，十字分划靶板和相纸靶板视为无穷远处目标；调平台，可拆卸地设置在所述光路模块底部；三脚架，可拆卸地设置在所述调平台底部；接口盒，分别与光路模块和检测模块通过串口连接，其中照明灯与接口盒连接；数据处理及控制终端，与所述接口盒通过串口连接，用于采集、处理数据及控制光路模块和检测模块。
[0006]进一步地，所述三脚架通过螺纹连接设置在所述调平台底部。
[0007]进一步地，所述调平台通过燕尾连接设置在所述光路模块底部。
[0008]进一步地，所述光路模块包括主镜、次镜、相机和反光镜；所述主镜、次镜和检测模块组成主光路，使检测模块发射的光依次经过次镜和主镜的反射后射出；
所述反光镜、相机和检测模块组成相机光路，使检测模块发出的光经反光镜反射后进入相机；所述反光镜与所述接口盒通过串口连接，用于切换主光路和相机光路，当反光镜水平时，处于主光路，当反光镜旋转到预定位置时处于相机光路；所述相机与所述接口盒电性连接，当处于相机光路时，所述相机收集所述检测模块的图像，并将图像数据传输到所述数据处理及控制终端。
[0009]进一步地，所述检测模块还包括水平丝杆电机、垂直丝杆电机和匀光片；所述水平丝杆电机与所述接口盒通过串口连接，所述水平丝杆电机的驱动端同时连接所述十字分划靶板和相纸靶板，用于控制十字分划靶板和相纸靶板水平移动；所述垂直丝杆电机与所述接口盒通过串口连接，所述垂直丝杆电机的驱动端同时连接所述十字分划靶板和相纸靶板，用于控制十字分划靶板和相纸靶板垂直移动；所述匀光片设置在所述照明灯前，使照明灯发出的光均匀分散在十字分划靶板上。
[0010]进一步地，所述检测模块还设有LED灯，所述LED灯设置在所述相纸靶板面向光路模块的一侧，用于为相纸靶板提供光源。
[0011]一种使用多光谱光轴一致性检测设备的检测方法，包括以下步骤：第一步，将被测设备架设在光路模块的主镜前；第二步，通过数据处理及控制终端操控控制反光镜处于水平状态，进入主光路，通过控制水平丝杆电机和垂直丝杆电机调整十字分划靶板至主光路中心，并开启照明灯；第三步，调整被测设备，使被测设备的可见光视场中心的十字分划与十字分划靶板的十字分划重合；第四步，通过数据处理及控制终端操控反光镜旋转到指定位置，进入相机光路，记录十字分划位置作为L1；第五步，通过数据处理及控制终端操控反光镜处于水平状态，进入主光路；第六步，将被测设备切换至红外模式，通过数据处理及控制终端操控水平丝杆电机和垂直丝杆电机调整十字分划靶板，使被测设备的红外视场中心的十字分划与十字分划靶板的十字分划重合；第七步，通过数据处理及控制终端操控反光镜旋转到指定位置，进入相机光路，记录十字分划位置作为L2；第八步，通过数据处理及控制终端控制使反光镜处于水平状态，进入主光路，并调整相纸靶板至主光路中心，开启LED灯；第九步，操作被测设备发射激光；第十步，通过数据处理及控制终端操控反光镜旋转到指定位置，进入相机光路，记录激光光斑位置L3；第十一步，根据计算光轴差，其中mrad是光轴差，d1为位置L1、L2、L3其中任意两者之间的像素距离，2.4为相机像元大小，单位为μm，xz为修正系数，是像素与实际长度之间的比例，f为相机焦距，单位为mm。
[0012]与现有技术相比，使用本专利技术检测光轴一致性，无需其他设备协助，无需另选目标，操作更为简便。先在工作光路中，将被测设备的可见光（红外）视场中的十字分划与光轴一致性检测模块中十字分划板的十字分划重合，切换至摄像机光路，在软件中通过鼠标点击，记录十字分划中心。通过软件切换至相纸靶板，并将光路切换至工作光路，操控被测设备发射激光。将光路切回摄像机光路，此时可在软件中看到清晰的激光光斑，通过鼠标点击，记录光斑中心，当获取可见光中心、红外中心和光斑中心三者之二时，即可算出光轴差。
[0013]本专利技术装调完成后瞄准误差约为10
″
，换算为毫弧度约为0.0485mrad；图片选取中心点时，误差一般在3像素以内，此误差不高于0.012mrad。因此系统误差在0.06mrad以内，可以完成高精度检测。
附图说明
[0014]图1 是本专利技术的整体结构示意图。
[0015]图2 是本专利技术的光路模块主光路示意图。
[0016]图3 是本专利技术的光路模块相机光路示意图。
[0017]图4是本专利技术的检测模块结构示意图。
[0018]图5是的可见光视场中心的十字分划与十字分划靶板的十字分划重合示意图。
[0019]图6是十字分划示意图。
[0020]图7是相机采集到的光斑示意图。
[0021]附图标记说明：1、光路模块，1
‑
1、主镜，1
‑
2、次镜，1
‑
3、相机，1
‑
4、反光镜，2、检测模块，2
‑
1、十字分划靶板，2
‑
2、相纸靶板，2
‑
3、水平丝杆电机，2
‑
4、垂直丝杆电机，2
‑
5、照明灯，2
‑
6、匀光片，3、调平台，4、三脚架，5、接口盒，6、数据处理及控制终端。
具体实施方式
[0022]以下结合实施例对本专利技术作进一步的描述，实施例仅用于对本专利技术进行说明，并不构成对权利要求范围的限制，本领域技术人员可以想到的其他替代手段，均在本专利技术权利要本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多光谱光轴一致性检测设备，其特征在于：包括：光路模块（1）；检测模块（2），通过导轨设置在所述光路模块（1）一侧，并设有与光路模块（1）相通的光路通道；所述检测模块（2）包括十字分划靶板（2
‑
1）、相纸靶板（2
‑
2）和照明灯（2
‑
5），所述十字分划靶板（2
‑
1）和相纸靶板（2
‑
2）并排设置在光路模块（1）焦平面处，所述照明灯（2
‑
5）设置在所述十字分划靶板（2
‑
1）和相纸靶板（2
‑
2）背向光路模块（1）的一侧，为十字分划靶板（2
‑
1）提供光源；使得打开照明灯（2
‑
5）后，透过所述光路模块（1）观察所述检测模块（2）时，十字分划靶板（2
‑
1）和相纸靶板（2
‑
2）视为无穷远处目标；调平台（3），可拆卸地设置在所述光路模块（1）底部；三脚架（4），可拆卸地设置在所述调平台（3）底部；接口盒（5），分别与光路模块（1）和检测模块（2）通过串口连接，其中照明灯（2
‑
5）与接口盒（5）连接；数据处理及控制终端（6），与所述接口盒（5）通过串口连接，用于采集、处理数据及控制光路模块（1）和检测模块（2）。2.根据权利要求1所述的多光谱光轴一致性检测设备，其特征在于：所述三脚架（4）通过螺纹连接设置在所述调平台（3）底部。3.根据权利要求1所述的多光谱光轴一致性检测设备，其特征在于：所述调平台（3）通过燕尾连接设置在所述光路模块（1）底部。4.根据权利要求1所述的多光谱光轴一致性检测设备，其特征在于：所述光路模块（1）包括主镜（1
‑
1）、次镜（1
‑
2）、相机（1
‑
3）和反光镜（1
‑
4）；所述主镜（1
‑
1）、次镜（1
‑
2）和检测模块（2）组成主光路，使检测模块（2）发射的光依次经过次镜（1
‑
2）和主镜（1
‑
1）的反射后射出；所述反光镜（1
‑
4）、相机（1
‑
3）和检测模块（2）组成相机光路，使检测模块（2）发出的光经反光镜（1
‑
4）反射后进入相机（1
‑
3）；所述反光镜（1
‑
4）与所述接口盒（5）通过串口连接，用于切换主光路和相机光路，当反光镜（1
‑
4）水平时，处于主光路，当反光镜（1
‑
4）旋转到预定位置时处于相机光路；所述相机（1
‑
3）与所述接口盒（5）电性连接，当处于相机光路时，所述相机（1
‑
3）收集所述检测模块（2）的图像，并将图像数据传输到所述数据处理及控制终端（6）。5.根据权利要求4所述的多光谱光轴一致性检测设备，其特征在于：所述检测模块（2）还包括水平丝杆电机（2
‑
3）、垂直丝杆电机（2
‑
4）和匀光片（2
‑
6）；所述水平丝杆电机（2
‑
3）与所述接口盒（5）通过串口连接，所述水平丝杆电机（...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡翀，张越，陈剑峰，
申请(专利权)人：南京百花光电有限公司，
类型：发明
国别省市：