【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光照设备，特别涉及一种光束平行度测试系统及方法。
技术介绍
1、随着星模拟器越来越多的用于天文研究，光管阵列式穹顶恒星模拟系统这种可以有效提高星模拟器测量精度和探测灵敏度的地面装置，在实验研究中的运用也越来越广泛。
2、虽然光管阵列式穹顶恒星模拟系统可以解决星模拟器的许多问题，但是由于光管阵列式穹顶恒星模拟系统中光管数量多且对光管光束平行度要求高，使得对光管光束平行度的检测周期长、检测难度大。
3、基于此，目前亟需一种光束平行度测试系统及方法来解决上述技术问题。
技术实现思路
1、为了解决光管阵列式穹顶恒星模拟系统中对光管发出的光束平行度检测精度低，检测周期长和检测难度大的问题，本专利技术实施例提供了一种光束平行度测试系统及方法。
2、第一方面，本专利技术实施例提供了一种光束平行度测试系统，包括：控制器以及沿光路行进方向依次设置的光源、平行光管、五棱镜组、聚焦光学单元和光学探测器，其中：
3、所述光源位于所述平行光管的入光侧，所述光源用于为所述平行光管提供照明，以使所述平行光管发出平行光束；
4、所述五棱镜组包括至少三个棱镜组件，每个所述棱镜组件的安装面均位于同一平面内，每个所述棱镜组件均包括一个五棱镜和一个电控光阑，每个所述五棱镜均用于接收所述平行光管发出的平行光束，并在所述聚焦光学单元上形成一个星点，每个所述电控光阑均用于控制一个所述棱镜组件的开关状态；
5、所述聚焦光学单元用于将每个所述星点
6、所述控制器与所述光学探测器电连接，所述光学探测器用于对每个所述星点均进行光电转换，依次得到一个所述星点的图像信息，并将每个所述图像信息均发送给所述控制器；
7、所述控制器用于对每个所述图像信息均进行计算，得到所述平行光管的平行度误差。
8、优选地，所述控制器具体是通过如下方式计算的：
9、对每个所述图像信息均进行中值滤波，依次得到一个去噪后的清晰图像；
10、对每个所述清晰图像均进行边缘检测，依次得到一个所述清晰图像的边缘坐标点；
11、基于每个所述边缘坐标点，依次得到一个所述清晰图像的质心坐标；
12、基于所述质心坐标，得到每个所述清晰图像之间的物理距离；
13、基于所述物理距离，得到每个所述清晰图像之间的角度值；
14、基于所述角度值，得到所述平行光管的平行度误差。
15、优选地，所述控制器在执行所述基于每个所述边缘坐标点，依次得到一个所述清晰图像的质心坐标时，具体用于执行如下操作：
16、
17、d＝(n∑xiyi-∑xi∑yi)
18、
19、g＝(n∑yi2-∑yi∑yi)
20、
21、ca+db+e＝0
22、da+gb+h＝0
23、
24、
25、
26、
27、
28、
29、式中，xi为所述清晰图像边缘坐标点的横坐标；yi为所述清晰图像边缘坐标点的纵坐标；n为所述清晰图像边缘点的采样数量；a为所述清晰图像质心的横坐标；b为所述清晰图像质心的纵坐标；r为所述清晰图像的半径；c为预设的第一参数；d为预设的第二参数；e为预设的第三参数；g为预设的第四参数；h为预设的第五参数；a为预设的第六参数；b为预设的第七参数；c为预设的第八参数。
30、优选地，所述控制器在执行所述基于所述质心坐标，得到每个所述清晰图像之间的物理距离时，具体用于执行如下操作：
31、
32、
33、
34、m1＝m1×q
35、m2＝m2×q
36、m3＝m3×q
37、式中，m1为第一清晰图像和第二清晰图像之间的像素距离；m2为第一清晰图像和第三清晰图像之间的像素距离；m3为第二清晰图像和第三清晰图像之间的像素距离；(a1,b1)为第一清晰图像的质心坐标；(a2,b2)为第二清晰图像的质心坐标；(a3,b3)为第三清晰图像的质心坐标；q为所述光学探测器的像元尺寸；m1为第一星点和第二星点之间的物理距离；m2为第一星点和第三星点之间的物理距离；m3为第二星点和第三星点之间的物理距离。
38、优选地，所述控制器在执行所述基于所述物理距离，得到每个所述清晰图像之间的角度值时，具体用于执行如下操作：
39、
40、
41、
42、式中，α1为第一星点和第二星点之间的角度值；α2为第一星点和第三星点之间的角度值；α3为第二星点和第三星点之间的角度值；f为所述聚焦光学系统的焦距值。
43、优选地，所述控制器在执行所述基于所述角度值，得到所述平行光管的平行度误差时，具体用于执行如下操作：
44、根据大小顺序对所述角度值进行排序，得到所述角度值中的最大角度值，所述最大角度值记为所述平行光管的平行度误差。
45、第二方面，本专利技术实施例还提供了一种光束平行度测试方法，应用于如如上述任一项实施例所述的光束平行度测试系统，包括：
46、利用所述聚焦光学单元获取待测试平行光管的星点；
47、利用所述光学探测器对所述星点进行光电转换，得到所述星点的图像信息；
48、利用所述控制器对所述图像信息进行计算，得到所述平行光管的平行度误差。
49、优选地，在所述利用所述控制器对所述图像信息进行计算，得到所述平行光管的平行度误差之后，还包括：
50、基于所述平行度误差，对所述平行光管的平行度进行调整。
51、优选地，所述基于所述平行度误差，对所述平行光管的平行度进行调整，包括：
52、基于所述平行度误差，对产生所述星点的平行光管的调整螺母进行调整。
53、优选地，所述基于所述平行度误差，对所述平行光管的平行度进行调整，包括：
54、基于所述平行度误差，在产生所述星点的平行光管的安装端面增设垫片。
55、本专利技术实施例提供了一种光束平行度测试系统及方法，该系统在平行光束出射位置的前方设置五棱镜组，对出射的平行光束的光能量进行处理，以使光束最终进入聚焦光学单元形成星点图案，并通过探测器将该图案数据送至控制器，控制器根据图案数据计算得出误差，相关人员根据不断反馈的差值数据实现对光束平行度的调整。通过将处理系统的自动化算法应用于光束平行度检测的过程中，不仅可以得到高精度的光束平行度测试结果，有效提升测量精度，还可以降低检测难度，有效减少光束平行度检测周期，同时利用自动化算法的多次重复测量，降低人员目视观察带来的疲劳及主观测试误差，有效降低人工装调难度。
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1.一种光束平行度测试系统，其特征在于，包括控制器以及沿光路行进方向依次设置的光源、平行光管、五棱镜组、聚焦光学单元和光学探测器，其中：
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制器具体是通过如下方式计算的：
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述控制器在执行所述基于每个所述边缘坐标点，依次得到一个所述清晰图像的质心坐标时，具体用于执行如下操作：
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述控制器在执行所述基于所述质心坐标，得到每个所述清晰图像之间的物理距离时，具体用于执行如下操作：
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述控制器在执行所述基于所述物理距离，得到每个所述清晰图像之间的角度值时，具体用于执行如下操作：
6.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述控制器在执行所述基于所述角度值，得到所述平行光管的平行度误差时，具体用于执行如下操作：
7.一种光束平行度测试方法，其特征在于，应用于如权利要求1-6中任一项所述的光束平行度测试系统，包括：
8.根据权利要求7所述的
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述基于所述平行度误差，对所述平行光管的平行度进行调整，包括：
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述基于所述平行度误差，对所述平行光管的平行度进行调整，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种光束平行度测试系统，其特征在于，包括控制器以及沿光路行进方向依次设置的光源、平行光管、五棱镜组、聚焦光学单元和光学探测器，其中：
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制器具体是通过如下方式计算的：
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述控制器在执行所述基于每个所述边缘坐标点，依次得到一个所述清晰图像的质心坐标时，具体用于执行如下操作：
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述控制器在执行所述基于所述质心坐标，得到每个所述清晰图像之间的物理距离时，具体用于执行如下操作：
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述控制器在执行所述基于所述物理距离，得到每个所述清晰图像之间的角度值...
【专利技术属性】
技术研发人员：梁士通，王立，钟红军，赵春晖，余成武，钟俊，吴奋陟，陈建峰，王龙，李林，莫亚男，张东来，胡彦旭，田玉松，
申请(专利权)人：北京控制工程研究所，
类型：发明
国别省市：
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