一种基于非圆对称涡旋光的旋转目标转轴方向辨识方法技术

本发明专利技术涉及一种基于非圆对称涡旋光的旋转目标转轴方向辨识方法。涡旋光是一种具有螺旋形相位和环状光强分布的结构光束，携带有轨道角动量具有良好的圆对称性，可用于测量旋转目标的转速。圆对称的涡旋光不具备目标转轴探测能力，本文提出一种打破目标圆对称性并实现目标转轴方向辨识方法。首先，以涡旋光中心为坐标原点建立平面直角坐标系作为参考，将涡旋光场分为四个部分设计相应的全息图，利用空间光调制器制备非圆对称涡旋光场；其次，将产生的非圆对称涡旋光分四次依次垂直照射到物体表面任意位置，并利用光电探测器接收散射光信号进行时频分析；最后，设计自适应窗长的平滑滤波器并对四次结果频率信息进行处理，依据四次探测信号频率大小即可实现对目标转轴方向的判定。本方法操作简便，可实现非合作目标转轴方向的判定。轴方向的判定。轴方向的判定。

【技术实现步骤摘要】
一种基于非圆对称涡旋光的旋转目标转轴方向辨识方法


[0001]本专利技术主要涉及光学、物理学、光电转换、信号检测领域，尤其是光束的相位调制、振幅调制等技术方法。
技术背景
[0002]本专利技术的技术背景主要是基于光学旋转多普勒效应。旋转运动在自然界中普遍存在，大到宇宙天体，小到原子核外电子，均存在旋转运动。对于目标旋转运动参数的精确测量是一直以来的研究热点。目前关于非接触式的旋转目标转速测量主要包含基于多普勒雷达的测量和基于视觉成像的测量，然而关于旋转目标转轴方位的测量方法并不多。
[0003]近些年的研究发现，一种被称为旋转多普勒效应的新型探测机理在旋转目标探测中具有较大的应用前景。与经典线性多普勒效应类似，旋转多普勒频移的产生也是来自于波源和旋转物体之间的相对运动。区别在于，经典线性多普勒效应的产生是由于物体沿着波源传播方向的运动引起，而旋转多普勒效应则是来源于物体在垂直与波源传播方向截面内的相对旋转运动引起。经典多普勒效应的早期发现来源于人们对运动声源的观测，后来发现多普勒效应存在于各类型的波束中，尤其是自上世纪六十年代激光专利本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于非圆对称涡旋光的旋转目标转轴方向辨识方法，主要包括全息图设计、非完整涡旋光束制备、回波信号处理以及频移峰值比较等步骤，其特征在于：首先以涡旋光束中心为坐标原点建立平面直角坐标系，并以此为参考描述目标转轴位置；其次，通过设计全息图来控制非完整涡旋光的产生，分别制备四个象限内的非完整光束；最后，在光束传播轴与目标转轴具有横向偏移且相对位置不变的情况下，依次用四象限内的非完整涡旋光照射旋转目标并对回波信号进行频率分析；通过比较四次测量结果的频率大小，可实现旋转目标转轴相对于光束传播轴的方向的判别。2.根据权利要求1所述的一种基于非圆对称涡旋光的旋转目标转轴方向辨识方法，其特征在于将环状涡旋光具有...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱松，任元，刘通，刘政良，吴昊，丁友，朱向阳，唐若愚，陈琳琳，
申请(专利权)人：中国人民解放军战略支援部队航天工程大学，
类型：发明
国别省市：