一种敏感器主安装盒和被动式光学敏感器

摘要

本发明提供了一种敏感器主安装盒和被动式光学敏感器，被动式光学敏感器包括分别相对设置于第一航天器上的敏感器主安装盒，以及设置于第二航天器上的用于反射敏感器主安装盒脉冲激光的合作目标。敏感器主安装盒包括光学系统、数据处理单元、相机、主控计算机；其中，光学系统包括：激光二极管、转角镜、分光棱镜；数据处理单元包括控制模块，用于控制激光器发出通过占空比进行脉冲编码的激光信号，同时控制相机根据预设的编码方式与激光器进行同步分别采集激光器发光时和不发光时的图像，并将该发光时和不发光时的图像发送到主控计算机；主控计算机连接相机以根据发光时和不发光时的图像，计算两航天器之间的相对位置和姿态。

主权项

一种敏感器主安装盒，其特征在于，包括：光学系统、数据处理单元；其中，所述光学系统包括：激光二极管、转角镜、分光棱镜；所述数据处理单元包括：控制模块、相机、主控计算机；所述激光二极管用于发射发散角为13.8°的激光；所述转角镜包括球面反射镜以将所述激光二极管发射的激光的发散角变为60°；所述分光棱镜具有分束膜，所述分束膜两侧的介质和光学胶折射率相同以将所述转角镜反射的激光的一部分发射到合作目标，并使合作目标反射回来的激光经过分束膜透射后在相机中；所述控制模块用于控制激光器发出通过占空比进行脉冲编码的激光信号，同时控制相机根据预设的编码方式与激光器进行同步分别采集激光器发光时和不发光时的图像，并将该发光时和不发光时的图像发送到主控计算机；所述主控计算机连接所述相机以根据所述发光时和不发光时的图像，计算两航天器之间的相对位置和姿态；其中，所述激光二极管为波长974nm的近红外波段半导体激光二极管，该近红外波段半导体激光二极管发射的激光的波长为974nm；其中，还包括用于控制对所述激光二极管进行恒温控制的温控模块和采集环境参数的采集模块；其中，所述控制模块控制激光器发出通过占空比进行脉冲编码的激光信号的方法具体为：获取激光脉冲频率f、激光脉冲的上升沿时间t_up，激光脉冲的下降沿时间t_down，相机采集图像以及主计算机完成图像处理的时间t_proc；通过占空比对激光脉冲进行编码，最低占空比不小于f(t_up+t_down+t_proc)，且最高占空比不得大于1－f(t_up+t_down+t_proc)。