[發(fā)明專利]光學(xué)測量系統(tǒng)及提高光學(xué)測量系統(tǒng)成像質(zhì)量的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310586669.9
• 申請日: 2013-11-20
• 公開（公告）號: CN103630243A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王云強;李學(xué)智;萬繼敏;周健
• 申請（專利權(quán)）人: 北京環(huán)境特性研究所
• 主分類號: G01J5/00
• 分類號: G01J5/00;G01J5/06;G02B23/00
• 代理公司: 北京市京大律師事務(wù)所 11321
• 代理人: 張璐;方曉明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光電應(yīng)用技術(shù)，尤其涉及一種光學(xué)測量系統(tǒng)及提高光學(xué)測量系統(tǒng)成像質(zhì)量的方法。

背景技術(shù)

大口徑光學(xué)測量系統(tǒng)主要用于對各類空中以及空間目標對象進行光學(xué)特性跟蹤測量，利用目標對象和背景之間的溫差及發(fā)射率差形成的紅外輻射特性進行探測，具有識別目標對象能力強、觀測范圍廣的優(yōu)勢，廣泛應(yīng)用于各種跟蹤、測量等領(lǐng)域中。

大口徑光學(xué)測量系統(tǒng)包括望遠鏡子系統(tǒng)和轉(zhuǎn)臺控制子系統(tǒng)。望遠鏡子系統(tǒng)對空間目標對象進行光學(xué)特性跟蹤測量，獲取跟蹤圖像；轉(zhuǎn)臺控制子系統(tǒng)根據(jù)望遠鏡子系統(tǒng)輸出的跟蹤圖像分析，調(diào)整望遠鏡子系統(tǒng)成像參數(shù)，以對目標對象進行跟蹤。實際應(yīng)用中，望遠鏡子系統(tǒng)可以是望遠鏡，轉(zhuǎn)臺控制子系統(tǒng)可以是轉(zhuǎn)臺，望遠鏡子系統(tǒng)的跟蹤、測量性能受雜散光的影響，其中，雜散光可分為三類：第一類雜散光為系統(tǒng)外部雜散輻射光，由外部光源產(chǎn)生，產(chǎn)生的雜散光經(jīng)望遠鏡子系統(tǒng)反射、散射或直接照射到望遠鏡子系統(tǒng)入口面，并傳遞到望遠鏡子系統(tǒng)中的探測器靶面，從而對圖像質(zhì)量造成干擾，外部光源一般為太陽；第二類雜散光是由大口徑光學(xué)測量系統(tǒng)自身的熱輻射引起的雜散輻射，也稱內(nèi)部雜散輻射；第三類是由于表面污染或制造原因，望遠鏡子系統(tǒng)中的光學(xué)窗口、透鏡和反射鏡等光學(xué)元件對視場內(nèi)目標光線的散射形成的雜散輻射。其中，第二類雜散光以及第三類雜散光對成像質(zhì)量的影響，已通過特定的技術(shù)措施得到了很好地改善。

在外場測量中發(fā)現(xiàn)，當望遠鏡子系統(tǒng)中的望遠鏡鏡筒（鏡筒）指向外部雜散光源，即較強的第一類雜散光方位附近時，盡管已對大口徑光學(xué)測量系統(tǒng)中的望遠鏡子系統(tǒng)進行了非均勻校正，且望遠鏡鏡筒上也采取了降低反射率的各種措施，但獲取的圖像質(zhì)量仍出現(xiàn)了明顯下降。經(jīng)深入分析，其主要原因是外部雜散光從望遠鏡鏡筒的一側(cè)，經(jīng)多次反射進入靈敏的望遠鏡子系統(tǒng)，對探測器靶面進行干擾造成的。目前，還沒有提出可行的解決技術(shù)方案。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的實施例提供一種光學(xué)測量系統(tǒng)，提高成像質(zhì)量。

本發(fā)明的實施例還提供一種提高光學(xué)測量系統(tǒng)成像質(zhì)量的方法，提高成像質(zhì)量。

為達到上述目的，本發(fā)明實施例提供的一種光學(xué)測量系統(tǒng)，該光學(xué)測量系統(tǒng)包括：望遠鏡子系統(tǒng)、轉(zhuǎn)臺控制子系統(tǒng)以及鏡筒遮光罩子系統(tǒng)；

望遠鏡子系統(tǒng)，用于對空間目標對象進行光學(xué)特性跟蹤測量，獲取跟蹤圖像；

轉(zhuǎn)臺控制子系統(tǒng)，用于對望遠鏡子系統(tǒng)輸出的跟蹤圖像進行分析，根據(jù)分析結(jié)果調(diào)整望遠鏡子系統(tǒng)中鏡筒的成像參數(shù)，以使望遠鏡子系統(tǒng)對目標對象保持跟蹤；

鏡筒遮光罩子系統(tǒng)，設(shè)置于望遠鏡子系統(tǒng)外壁并半包裹望遠鏡子系統(tǒng)，沿望遠鏡子系統(tǒng)中的鏡筒視軸方向具有滑移性，并以鏡筒視軸為軸心轉(zhuǎn)動；根據(jù)實時從望遠鏡子系統(tǒng)獲取的鏡筒視軸方位角、鏡筒視軸俯仰角、雜散光光源相對轉(zhuǎn)臺控制子系統(tǒng)的方位角、雜散光光源相對轉(zhuǎn)臺控制子系統(tǒng)的俯仰角以及鏡筒直徑，計算鏡筒遮光罩子系統(tǒng)的調(diào)節(jié)參數(shù)，并按照計算得到的調(diào)節(jié)參數(shù)驅(qū)動鏡筒遮光罩子系統(tǒng)，以使鏡筒遮光罩子系統(tǒng)遮擋雜散光光源輻射至鏡筒的雜散光。

較佳地，所述鏡筒遮光罩子系統(tǒng)為半圓筒形或環(huán)形的遮光罩及其配套的控制子系統(tǒng)。

較佳地，所述鏡筒遮光罩子系統(tǒng)遮光罩數(shù)量為一個或多個，其中，所述多個鏡筒遮光罩子系統(tǒng)依次串連，設(shè)置于望遠鏡子系統(tǒng)外壁上。

較佳地，所述鏡筒遮光罩子系統(tǒng)遮光罩內(nèi)壁涂覆高發(fā)射率材料。

較佳地，所述鏡筒遮光罩子系統(tǒng)包括：計算參數(shù)獲取模塊、調(diào)節(jié)參數(shù)計算模塊以及調(diào)節(jié)參數(shù)控制模塊；

計算參數(shù)獲取模塊，用于實時從望遠鏡子系統(tǒng)獲取鏡筒視軸方位角、鏡筒視軸俯仰角、雜散光光源相對轉(zhuǎn)臺控制子系統(tǒng)的方位角、雜散光光源相對轉(zhuǎn)臺控制子系統(tǒng)的俯仰角；

調(diào)節(jié)參數(shù)計算模塊，用于根據(jù)實時獲取的鏡筒視軸方位角、鏡筒視軸俯仰角、雜散光光源相對轉(zhuǎn)臺控制子系統(tǒng)的方位角、雜散光光源相對轉(zhuǎn)臺控制子系統(tǒng)的俯仰角以及鏡筒直徑，計算鏡筒遮光罩子系統(tǒng)的調(diào)節(jié)參數(shù)；

調(diào)節(jié)參數(shù)控制模塊，用于按照調(diào)節(jié)參數(shù)計算模塊計算得到的鏡筒遮光罩子系統(tǒng)調(diào)節(jié)參數(shù)驅(qū)動鏡筒遮光罩子系統(tǒng)。

較佳地，所述鏡筒遮光罩子系統(tǒng)調(diào)節(jié)參數(shù)包括：鏡筒遮光罩子系統(tǒng)轉(zhuǎn)動角度以及鏡筒遮光罩子系統(tǒng)伸出鏡筒長度。

較佳地，利用下述公式確定所述鏡筒遮光罩子系統(tǒng)轉(zhuǎn)動角度：