【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及激光探测，具体涉及一种大范围高精度精密测角方法及机构。
技术介绍
1、随着医疗、军事、航空航天等领域对高精度角度测量的需求日益增强，高准确度微小角度测量技术成为各国科技研究的重点。为了获得更高的角度测量准确度，一些微小角度测量原理和方法不断被提出。然而国内微小角度测量技术与国外技术相比还有一定的差距，尤其是在同时提高测角范围和测量精度方面。同时提高测角范围和测量精度称为现在急需解决的问题之一。
2、微小角度测量技术在现代科研和工业生产中扮演着重要的角色，但是现有的测量方案存在一些问题，例如测量范围有限、精度不高等等。传统的电荷耦合器件相机视场比较大，但是测量精度有限，只能达到微弧度量级，而利用四象限探测器的差分波前传感技术虽然能够计算出到纳弧度量级的角度信息，但是四象限探测器的视场比较小，待测激光难以直接进入四象限探测器视场。所以目前需要一种结构简单、测量范围大、精度高、可靠性高的激光测角系统。
技术实现思路
1、本专利技术主要采用了电荷耦合器件和四象限探测器的二级探测系统来测量待测物的偏差角度，结合电荷耦合器件视场大和四象限探测器测量准确的优点，能实现大范围的高精度角度测量。
2、为此，本专利技术的上述目的通过以下技术方案实现：
3、一种大范围高精度精密测角机构，其特征在于：所述大范围高精度精密测角机构包括沿光路依次布置的激光器，第一分光棱镜，第一反射镜，第二分光棱镜，第三分光棱镜，光阑，第二反射镜，电荷耦合器件相机，第三分光棱镜
4、在采用上述技术方案的同时，本专利技术还可以采用或者组合采用如下技术方案：
5、作为本专利技术的优选技术方案：电荷耦合器件相机接收到第三分光棱镜反射过来的激光，在表面形成光斑图像，传递至处理器。处理器根据电荷耦合器件相机传递的光斑图像，利用光斑质心探测算法，计算出光斑距离电荷耦合器件相机中心的偏移量，从而计算出对应的偏航角和俯仰角。处理器根据偏航角和俯仰角控制六自由度平台运动，将电荷耦合器件相机接收的光斑调整至电荷耦合器件相机中心。
6、作为本专利技术的优选技术方案：四象限探测器接收到第四分光棱镜反射的激光和透射的激光，并在四象限探测器表面发生干涉，四象限探测器探测干涉信号的拍频项，相位计同时对四个象限的干涉信号进行相位解算，处理器利用上下象限和左右象限的相位差解算出此时的偏航角和俯仰角。
7、作为本专利技术的优选技术方案：处理器将两个探测器计算得到偏航角和俯仰角相加，得到总的偏航角和俯仰角。
8、与现有技术相比，本专利技术所提供的一种大范围高精度精密测角方法及机构具有如下有益效果：
9、1、测量范围大，由于电荷耦合器件相机视场角很大，可以得到一个较大的测量范围。
10、2、测量精度高，利用四象限探测器和相位计的差分波前传感算法，可以达到10纳弧度的测量精度。
11、3、结构简单，利用电荷耦合器件相机和四象限探测器的二级探测器系统的结合，在测量精度在10纳弧度级的同时扩大了测量范围。
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1.一种大范围高精度精密测角方法，包括以下步骤：
2.采用权利要求1所述的大范围高精度精密测角方法的测角机构，其特征在于：所述大范围高精度精密测角机构包括沿光路依次布置的激光器，第一分光棱镜，第一反射镜，第二分光棱镜，第三分光棱镜，光阑，第二反射镜，电荷耦合器件相机，第三分光棱镜，四象限探测器，相位计和处理器；所述第一分光棱镜将激光器出射的激光反射至第四分光棱镜，透射至第一反射镜，所述反射光棱镜将激光反射至第二分光棱镜，所述第二分光棱镜将激光反射至第三分光棱镜，所述第三分光棱镜将第二反射镜反射回来的激光一路反射至电荷耦合器件相机，一路透射至第二分光棱镜，所述第四分光棱镜将透射过第四分光棱镜的光透射到四象限探测器上。
3.如权利要求2所述的大范围高精度精密测角机构，其特征在于：所述电荷耦合器件相机接收到第三分光棱镜反射过来的激光，在表面形成光斑图像，传递至处理器，处理器根据电荷耦合器件相机传递的光斑图像，利用光斑质心探测算法，计算出光斑距离电荷耦合器件相机中心的偏移量，从而计算出对应的偏航角和俯仰角，处理器根据偏航角和俯仰角控制六自由度平台运动，将电荷耦合器
4.如权利要求2所述的大范围高精度精密测角机构，其特征在于：所述四象限探测器接收到第四分光棱镜反射的激光和透射的激光，并在四象限探测器表面发生干涉，四象限探测器探测干涉信号的拍频项，相位计同时对四个象限的干涉信号进行相位解算，处理器利用上下象限和左右象限的相位差解算出此时的偏航角和俯仰角。
...【技术特征摘要】
1.一种大范围高精度精密测角方法，包括以下步骤：
2.采用权利要求1所述的大范围高精度精密测角方法的测角机构，其特征在于：所述大范围高精度精密测角机构包括沿光路依次布置的激光器，第一分光棱镜，第一反射镜，第二分光棱镜，第三分光棱镜，光阑，第二反射镜，电荷耦合器件相机，第三分光棱镜，四象限探测器，相位计和处理器；所述第一分光棱镜将激光器出射的激光反射至第四分光棱镜，透射至第一反射镜，所述反射光棱镜将激光反射至第二分光棱镜，所述第二分光棱镜将激光反射至第三分光棱镜，所述第三分光棱镜将第二反射镜反射回来的激光一路反射至电荷耦合器件相机，一路透射至第二分光棱镜，所述第四分光棱镜将透射过第四分光棱镜的光透射到四象限探测器上。
3.如权利要求2所述的大...
【专利技术属性】
技术研发人员：王青俣，孟令强，贾建军，
申请(专利权)人：国科大杭州高等研究院，
类型：发明
国别省市：
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