基于空间光束扫描的激光通信精瞄方法技术

本发明专利技术涉及激光通信技术领域，具体的说是一种能够完成激光信号方向定位，进而提高光信号精瞄效率和准确度的基于空间光束扫描的激光通信精瞄方法，利用光的反射特性，借助精瞄组件中扫描组件，将信号光投影到CCD上；同时集成图像处理算法，判断光斑的几何参数，便于接下来的跟踪，具体为：在粗瞄准结束后，信号光将发射到接收端所在区域附近且带有角度偏差，一个扫描机构将会把信号光反射至侧面的CCD阵列上，使信号光投影到CCD上形成光斑；通过图形处理单元，将CCD上收到的光斑转化为几何参数，从而确定CCD上信号光的入射角；再结合光斑对应的扫描机构旋转位置，通过计算单元确定信号光的方向，从而快速完成精瞄工作。从而快速完成精瞄工作。

【技术实现步骤摘要】
基于空间光束扫描的激光通信精瞄方法

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[0001]本专利技术涉及激光通信
，具体的说是一种能够完成激光信号方向定位，进而提高光信号精瞄效率和准确度的基于空间光束扫描的激光通信精瞄方法。

技术介绍
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[0002]在激光通信系统终端之间的捕获过程中，需要首先利用束散角较大的信标光进行粗瞄，随后用直径和束散角都较小的信号光进行精瞄准。然而瞄准是双向进行的，按照传统方法要想使终端之间的光轴重合需要借助光功率计进行多次对准操作进而寻找功率最大值，依靠迭代提高瞄准精度，导致浪费时间，效率低。

技术实现思路
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[0003]本专利技术针对现有技术中存在的缺点和不足，提供了一种可以直接定位信号光的方向，从而提高精瞄效率的基于空间光束扫描的精瞄方法。
[0004]本专利技术通过以下措施达到：
[0005]一种基于空间光束扫描的精瞄方法，其特征在于，利用光的反射特性，借助精瞄组件中扫描组件，将信号光投影到CCD上；同时集成图像处理算法，判断光斑的几何参数，便于接下来的跟踪，具体为：在粗瞄准结束后，信号光将发射到接收端所在区域附近本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于空间光束扫描的精瞄方法，其特征在于，利用光的反射特性，借助精瞄组件中扫描组件，将信号光投影到CCD上；同时集成图像处理算法，判断光斑的几何参数，便于接下来的跟踪，具体为：在粗瞄准结束后，信号光将发射到接收端所在区域附近且带有角度偏差，一个扫描机构将会把信号光反射至侧面的CCD阵列上，使信号光投影到CCD上形成光斑；通过图形处理单元，将CCD上收到的光斑转化为几何参数，从而确定CCD上信号光的入射角；再结合光斑对应的扫描机构旋转位置，通过计算单元确定信号光的方向，从而快速完成精瞄工作。2.根据权利要求1所述的一种基于空间光束扫描的精瞄方法，其特征在于，所述精瞄组件中扫描组件由旋转轴与平面反射镜构成，其中平面反射镜的形状为圆形且直径为Φ18；镜面与旋转轴所夹的角度为45
°
且镜面的圆心位于旋转轴所在直线上；旋转轴直径为Φ12，由步进电机控制；步进电机选用OUKEDA品牌的20STH38EC1电机，该步进电机配有码盘，可以读出扫描过程中的实时旋转角度；反射镜表面镀反射膜，旋转轴的材料可选取45#钢，二者之间不应出现相对运动，可采用焊接、粘接、螺纹相连或直接由一体毛坯切削而成。3.根据权利要求1所述的一种基于空间光束扫描的精瞄方法，其特征在于，所述精瞄组件中CCD阵列由4个平面CCD拼接而成，CCD的型号为Kodak KAF
‑
5100CE，尺寸为17*13，拼接后的整体呈17*13*13的长方体形状；相邻CCD垂直安装，围成该正方体的4个侧面；平面反射镜表面的圆心与该正方体的立体中心重合，旋转轴的安装方向与该正方体底面和顶面的几何中心连线所在直线相同，即每个CCD平面都应与扫描机构的旋转轴方向平行且到旋转轴的距离相等；每个CCD配有一个处理器，能够记录实时的光斑形状，4个CCD处理器可与后面提到的图形处理单元和计算单元集成在同一个FPGA板上，FPGA选用AMD XILINX的型号。4.根据权利要求1所述的一种基于空间光束扫描的精瞄方法，其特征在于，所述精瞄组件中图形处理单元的功能由像素计数和质心算法实现，图形处理单元根据CCD处理器记录的形状，利用像素计数得到椭圆光斑的面积，然后利用质心算法确定光斑的形心，接下来遍历所有光斑覆盖的像素找出距离形心最远的点，并记下该点在CCD坐标系上相对于形心的方位和距离(即椭圆的中心坐标、长轴端点坐标以及长半轴长度)。5.根据权利要求1所述的一种基于空间光束扫描的精瞄方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵占锋，于思源，汪逸群，王赫，武凤，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学哈尔滨工业大学威海山东航天海威激光通信技术有限公司，
类型：发明
国别省市：