拼接式红外/微波波束合成装置红外调试方法

摘要

本发明涉及一种拼接式红外/微波波束合成装置的调试与标校方法，属于光学领域。步骤为：①特征点选取与编号；②计算特征点的空间坐标；③计算特征点的角位置坐标；④调试设备准备；⑤中心子片调试；⑥相邻子片拼接调试；⑦循环调试直到所有子片调试完毕。本发明的提供了一种红外反射面的调试方法解决了拼接后的红外反射面仍满足在平行光路中系统对成像质量的要求，即红外目标所发射的平行光在照射到不同子片时，被测设备所探测到的图像无混淆和分裂，所以解决了波束合成装置尺寸小、无法扩展的问题。同时解决了目标的光轴与被测设备的光轴经波束合成装置反射后不同轴的问题。本发明主要应用于红外/微波复合成像探测制导半实物仿真系统。

主权项

1.拼接式红外/微波波束合成装置红外调试方法，其特征在于：具体步骤如下：（1）特征点选取与编号波束合成装置由M行，N列块子片拼接构成，第m行，第n列的子片编号记为m,n^#，其中1≤m≤M,1≤n≤N；选取每块子片的中心点为特征点并标记为P_mn；选取每2列子片之间的缝隙中心点为特征点并标记为C_ij，（1≤i≤M,1≤j≤N-1）；选取每2行子片之间的缝隙中心点为特征点并标记为R_pq，（1≤p≤M-1,1≤q≤N）；（2）特征点空间坐标计算建立坐标系如下：坐标原点位于飞行转台回转中心；根据需要选择坐标轴；优选的x方向与三轴飞行转台的滚转轴（飞行转台处于零位时）同向；优选的y方向指向铅垂向上；优选的按照右手定则，z方向指向三轴飞行转台的俯仰轴；给出P_mn，C_ij和R_pq的坐标（x，y，z），并绘制成表格；（3）特征点角位置坐标计算计算P_mn，C_ij和R_pq每个点的角位置坐标方位角Q_h和俯仰角Q_v，计算公式如下：$Q_h={\sin }^{-1}\left(\frac{z}{L}\right),Q_v={\tan }^{-1}\left(\frac{y}{x}\right),$其中距离$L=\sqrt{x^2+y^2+z^2};$分别将角位置坐标绘制成表格；（4）调试设备准备将平行光管装配在目标随动转台的旋转轴上，通过机械装配使得平行光管的光轴与目标随动转台的旋转轴基本重合；根据平行光管的工作波段确定校准装置为可见光或红外成像设备；优选的校准装置为可见光摄像机或红外摄像机；将校准装置装配在三轴飞行转台的滚转轴上，通过机械装配使得校准装置的光轴与三轴飞行转台的滚转轴基本重合；校准装置连接图像显示和采集设备，图像显示和采集设备可显示和记录平行光管靶标图像；优选的平行光管靶标为星点、十字线、标尺等；（5）中心子片调试；中心子片M/2,N/2^#（注：当M或N为奇数时，M/2或N/2取整数）调试；目的是使得目标的光轴（三轴飞行转台滚转轴）与被测设备的光轴（目标随动转台旋转）经波束合成装置反射保持同轴；（5.1）查表给出P_M/2N/2的角位置坐标，输入并驱动三轴飞行转台和目标随动转台，均按照给定角位置坐标运动到位；（5.2）标定三轴飞行转台滚转轴位置；目标随动转台静止不动；记录靶标位于在图像中的位置并记为A，然后每隔90°顺时针或逆时针转动三轴飞行转台的滚转轴转动一周，并在图像显示和采集设备上分别记录位置B、C、和D点；直线连接A点和C点，直线连接B点和D点；两条直线的十字交叉点记为S点即三轴飞行转台滚转轴位置；（5.3）标定目标随动转台旋转轴位置；三轴飞行转台静止不动；记录靶标位于在图像显示和采集设备图像中的位置并记为A＇，然后每隔90°顺时针或逆时针转动目标随动转台旋转轴转动一周，并在图像显示和采集设备上分别记录位置B＇、C＇、和D＇点；直线连接A＇点和C＇点，直线连接B＇点和D＇点；两条直线的十字交叉点T即目标随动转台旋转轴的位置；调节平行光管靶标的位置，使得靶标中心位于T点，此时平行光管光轴与目标随动转台旋转轴重合；（5.4）调节子片M/2,N/2^#，使得S点和靶标重合；中心子片M/2,N/2^#调试完毕；目标的光轴（三轴飞行转台滚转轴）与被测设备的光轴（目标随动转台旋转）经波束合成装置反射后保持同轴；（6）相邻子片的拼接调试；（6.1）选取中心子片为基准，进而扩充拼接周围邻接的四块子片：M/2+1,N/2^#，M/2-1,N/2^#，M/2,N/2+1^#，M/2,N/2-1^#；（6.2）以M/2+1,N/2^#为例进行说明，判断子片M/2+1,N/2^#是否已调试完毕，如果否则继续下一步骤，如果是则转入步骤（6.5）；（6.3）M/2,N/2^#和M/2+1,N/2^#的拼缝中心位置为R_M/2N/2，查表找到该点对应的角位置，并输入三轴飞行转台和目标随动转台，均按照给定坐标运动到位；（6.4）此时红外目标所发射的平行光在照射到子片M/2,N/2^#和M/2+1,N/2^#时，此时图像显示和采集设备的图像中有两个靶标：一个是经过基准子片M/2,N/2^#反射所成的靶标像中心位于S点，另外一个是经过相邻子片M/2+1,N/2^#反射所成的靶标像中心位于视场内的其他位置记为T＇，调节子片M/2+1,N/2^#，使得S点和T＇点重合；即红外目标所发射的平行光在照射到子片M/2,N/2^#和M/2+1,N/2^#时，被测设备所探测到的图像无混淆和分裂；M/2+1,N/2^#调试完毕；（6.5）判断是否所有相邻子片调试完毕，是则继续，否则跳至步骤（6.2）；依次对M/2-1,N/2^#，M/2,N/2+1^#，M/2,N/2-1^#子片分别重复步骤（6.2）至（6.3）；子片M/2-1,N/2^#，M/2,N/2+1^#，M/2,N/2-1^#调试完毕；（7）判断是否所有子片调试完毕，是则结束调试，否则跳至步骤（6.1）；将已调试完毕的子片M/2+1,N/2^#，M/2-1,N/2^#，M/2,N/2+1^#，M/2,N/2-1^#依次作为下一轮调节的基准子片扩充拼接周围邻接的四块子片，已经调试完毕的子片不再调试，对于未经调试的子片重复步骤（6），直到子片全部调试完毕。