[發明專利]一種靜態條件下TDI探測器在光軸正交方向傾斜的校正方法

有效

• 申請號: 201710779395.3
• 申請日: 2017-09-01
• 公開（公告）號: CN107631801B
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發明（設計）人: 霍家全;王珊珊
• 申請（專利權）人: 天津津航技術物理研究所
• 主分類號: G01J5/00
• 分類號: G01J5/00;G01J5/02
• 代理公司: 中國兵器工業集團公司專利中心 11011
• 代理人: 祁恒

本發明屬于光電系統裝調技術領域，具體涉及一種靜態條件下機載紅外多光譜掃描儀TDI探測器在光軸正交方向傾斜的校正方法。該方法中，光學系統與探測器機械接口采用軸孔配合，在保證光軸與探測器對中的前提下，通過雙球面結構微調機構，對TDI探測器在光學系統光軸正交方向傾斜進行逐點定量測量，根據微調量與圖像灰度間的定量關系，通過插值處理實現了TDI相機中TDI探測器光軸正交傾斜的最優化和定量化校正。

技術領域

本發明屬于光電系統裝調技術領域，具體涉及一種靜態條件下機載紅外多光譜掃描儀TDI探測器在光軸正交方向傾斜的校正方法。

背景技術

光電成像系統在裝調時，探測器光敏面與光學系統焦面需要進行精密裝調，焦面裝調是精密裝調中最重要的過程，這一過程包括探測器在光軸方向焦面裝調和光軸正交(簡稱垂軸)方向傾斜裝調，保證探測器光敏面與光學系統焦面重合。通常為方便光軸正交傾斜裝調，光學系統與探測器機械接口配合較為寬松，在機械接口間放置不同厚度墊片進行光軸正交傾角調節，但機械接口配合寬松將導致光軸與探測器對中精度差、重復性差等問題。

航空機載紅外多光譜掃描儀由掃描機構和相機兩部分組成，該掃描儀采用整機掃描成像工作模式。相機在靜態下裝調，受到現有測試條件限制，TDI相機自身和測試系統無法實現兩者的相對運動，因此，通常的TDI精密焦面裝調方法不再適用，需要提出一種靜態條件下機載紅外多光譜掃描儀TDI探測器在光軸正交方向傾斜的校正方法。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明提出一種靜態條件下TDI探測器在光軸正交方向傾斜的校正方法，以解決如何對TDI探測器進行精密裝調的技術問題。

(二)技術方案

為了解決上述技術問題，本發明提出一種靜態條件下TDI探測器在光軸正交方向傾斜的校正方法，該方法包括如下步驟：

S1、將TDI相機的光學系統與光電測試系統的光路對準；

S2、將TDI探測器安裝在傾斜微調機構中，并將傾斜微調機構連接在光學系統的接口上，保持TDI探測器與光學系統的同軸性；

S3、在靜態條件下，使TDI相機工作于TDI工作模式，采集光電測試系統中圓孔靶的目標圖像；

S4、在光學系統的接口與傾斜微調機構之間，逐漸增加標準塞尺；每增加一次標準塞尺，TDI相機采集一次目標圖像；

S5、統計所有采集的目標圖像的灰度，擬合塞尺厚度與圖像灰度曲線，對擬合曲線函數進行插值處理，求出TDI探測器處于最佳焦面所對應的塞尺總厚度；

S6、將光學系統的接口、塞尺和傾斜微調機構進行固定，完成TDI探測器在光學系統光軸方向的焦面裝調；

S7、將圓孔孔靶移動到TDI探測器線列方向視場的0.7倍視場位置，采集圓孔靶的目標圖像；

S8、調節傾斜微調機構，使TDI探測器繞自身中心旋轉而發生傾斜；每調節一次傾斜微調機構，TDI相機采集一次目標圖像；

S9、統計步驟S8中所有采集的目標圖像的灰度，擬合傾斜微調量與圖像灰度曲線，對擬合曲線函數進行插值處理，求出傾斜微調機構的調節量；

S10、對傾斜微調機構進行固定，完成TDI探測器在光學系統光軸正交方向的傾斜校正。

進一步地，根據TDI相機的瞬時視場角，選則覆蓋所有TDI級數的圓孔靶。

進一步地，在步驟S4中，根據光學系統的焦深，按照二分之一焦深精度，逐漸在光學系統的接口與傾斜微調機構間增加標準塞尺。

進一步地，在步驟S6中，將多個標準塞尺更換為厚度為塞尺總厚度的專用墊圈，將光學系統的接口、專用墊圈和傾斜微調機構進行固定。