[發明專利]一種基于目標圖像的機械消旋機構

有效

• 申請號: 201610925890.6
• 申請日: 2016-10-31
• 公開（公告）號: CN106526831B
• 公開（公告）日: 2018-11-16
• 發明（設計）人: 張杰;張鵬;張磊;牛雙;傅家
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司洛陽電光設備研究所
• 主分類號: G02B26/08
• 分類號: G02B26/08
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 王鮮凱

本發明涉及一種基于目標圖像的機械消旋機構，由以內框架為主體的軸系和與以外框架為主體的部分，通過旋變單元的感應信號對力矩電機進行控制，將力矩電機的回轉運動轉換成軸系的回轉運動。實現設置在內框架內的擺鏡單元、成像單元和匯聚單元按一定的角度旋轉，達到目標圖像的機械消旋。該技術方案是力矩電機直接驅動成像單元繞光學系統軸心轉動，動態性能較好。本發明通過各單元之間的匹配參數設計，實現消除對目標圖像的旋轉，其軸系布置相對較簡單，光學鏡片相對較少，可實時對目標圖像進行動態控制，從而提高目標圖像的穩定性，可以應用到有消旋要求的紅外光學系統中。

技術領域

本發明屬于圖像的機械消旋技術，具體涉及一種基于目標圖像的機械消旋機構。

背景技術

機載紅外光電探測系統是飛機武器火控系統的重要組成部分，機載光電探測系統采用紅外被動探測跟蹤，對空中、地面和水面目標實現全天候探測、跟蹤與瞄準，具有無線電靜默、抗電磁干擾能力強、目標分辨率高等特點。在機載紅外光電探測系統中一般采用陀螺平臺來隔離載機的振動，并利用平臺的進動特性完成對目標的跟蹤。在系統的穩定和跟蹤過程中，由于平臺框架的轉動引起光學系統和成像單元相對于載機的運動，最終造成目標畫面的旋轉，影響飛行員的觀察和操作，甚至造成誤判。

為了消除系統跟蹤過程中的目標圖像旋轉問題，要對成像單元所獲取的目標圖像進行實時反旋轉變換。現有的消旋系統中有電子消旋和光學消旋。電子消旋是把從攝像頭實時采集來的每一幀信號按要求的消旋角旋轉處理后再送往圖像跟蹤器，這種處理方法增加了圖像處理時間，降低了目標跟蹤的實時性。光學消旋是在系統光路中，成像單元前，沿成像單元光軸方向加裝一個消旋棱鏡，依靠消旋棱鏡的轉動來實現目標圖像的轉動，從而消除目標圖像的旋轉，這種處理方法中道威棱鏡由于受光學材料的限制只能用于可見光到近紅外波段，而K鏡消旋則存在系統光路加長、體積增大、在較小的瞬時視場下光路成像困難的問題。

發明內容

要解決的技術問題

為了避免現有技術的不足之處，本發明提出一種基于目標圖像的機械消旋機構，當機載紅外光電探測系統在相對于載機姿態變化而引起圖像旋轉時，對成像單元獲取的目標圖像進行實時反旋轉變換，恢復圖像的穩定跟蹤狀態。

技術方案

一種基于目標圖像的機械消旋機構，其特征在于包括外框架1、內框架2、力矩電機3、擺鏡單元4、第一軸承5、第二軸承14、旋變單元7、限位單元8、成像單元10和匯聚單元11；

軸承組件的連接與配合：第一軸承5置于第一軸承外座15的通孔內，第一軸承內座6置于第一軸承5的通孔內；第二軸承14置于第二軸承外座12的通孔內，第二軸承內座13置于第二軸承14的通孔內；

以內框架2為主體的軸系的連接與配合：內框架2設置在第一軸承內座6和第二軸承內座13形成的軸上，且相互固連；旋變單元7和限位單元8設置在第一軸承內座6的一側；力矩電機3設置在第二軸承內座13的一側；力矩電機3與第二軸承內座13連接，力矩電機的回轉運動轉換成軸系的轉動運動；

以外框架1為主體的連接與配合：旋變支架9與第二軸承外座12和第一軸承外座15固連在外框架1上，且第一軸承外座15和第二軸承外座12分別位于外框架1兩端的通孔內；

旋變單元7的內圈與內框架2固定連接，外圈與旋變支架9與固定連接，旋變支架9與外框架1固定連接；

擺鏡單元4、成像單元10和匯聚單元11組成的光學系統固定設置在內框架2內；

所述擺鏡單元4、成像單元10和匯聚單元11的光學系統為：匯聚單元11的光軸設置在擺鏡單元4的反射光軸上，匯聚單元11之后的成像單元10與擺鏡單元4同光軸設置。

所述第一軸承外座15和第二軸承外座12上設有軸承外壓圈。

所述第一軸承內壓圈16和第二軸承內壓圈17上設有軸承內壓圈。