[發明專利]一種光電三坐標搜索跟蹤裝置及方法

有效

• 申請號: 201810074431.0
• 申請日: 2018-01-25
• 公開（公告）號: CN108490446B
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 王全喜;楊軍;李庶中;孫健;李越強;沈宏;李潔;趙東偉;鑒福生
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍91977部隊;北京頂亮科技有限公司
• 主分類號: G01S17/42
• 分類號: G01S17/42;G01S7/481;G01S17/66
• 代理公司: 北京方安思達知識產權代理有限公司 11472
• 代理人: 陳琳琳;王蔚

1.一種光電三坐標搜索跟蹤裝置，所述裝置在兩種工作模式下工作：搜索模式和跟蹤模式，其特征在于，所述裝置包括：光電探測組件(1)、激光測距組件(2)、伺服機構(3)和處理組件(4)；所述光電探測組件(1)通過切換為搜索或跟蹤模式進行目標的搜索或跟蹤；所述激光測距組件(2)用于按照處理組件(4)給出的目標角位置，調整俯仰反射鏡(12)俯仰角，將激光光束指向目標角度方向，以測定目標的距離；所述光電探測組件(1)和激光測距組件(2)一并安裝在伺服機構(3)上；所述伺服機構(3)用于驅動光電探測組件(1)和激光測距組件(2)進行目標搜索跟蹤和測距；所述處理組件(4)用于處理光電探測組件(1)獲取的圖像信息，提取目標角位置信息，并控制激光測距組件(2)對已獲得角位置信息的目標測距；

所述裝置在掃描搜索過程中會出現光電探測器運動圖像模糊，當采用前置反射鏡進行圖像運動補償時，所述光電探測組件(1)包括：光電探測光學窗口(7)、搜索跟蹤切換反射鏡(9)、光學系統(10)和光電探測器(11)；其中：

所述光電探測光學窗口(7)是光電探測組件(1)的保護窗口，所述光電探測光學窗口(7)的透光波段與光電探測組件(1)的工作波段一致；所述光電探測光學窗口(7)與激光測距光學窗口(8)并列安裝在同一側；

所述搜索跟蹤切換反射鏡(9)，用于將透過光電探測光學窗口(7)的光波反射到光學系統(10)，所述搜索跟蹤切換反射鏡(9)包括：反射鏡和伺服控制組件；所述伺服控制組件通過調整反射鏡的反射角度實現該裝置搜索和跟蹤模式的切換，通過實時控制搜索跟蹤切換反射鏡(9)進行小范圍擺動來補償該裝置的光電探測組件(1)在搜索模式時因快速搜索帶來的目標成像在光電探測器(11)光敏面上的運動，使光電探測器(11)在積分期間能清晰成像；

所述光學系統(10)，用于匯聚搜索跟蹤切換反射鏡(9)反射過來的目標光信號，將其聚焦成像到光電探測器(11)的光敏面上；

所述光電探測器(11)用于將光學系統(10)匯聚的目標光信號轉換為目標電信號，并將該目標電信號傳遞到處理組件(4)進行處理；

所述裝置工作模式的切換是通過處理組件(4)發指令調整搜索跟蹤切換反射鏡(9)中的反射角度來實現的，具體實現過程如下：

當搜索跟蹤切換反射鏡(9)的搜索時反射鏡法線方向(15)沿掃描搜索方向與跟蹤時反射鏡法線方向(16)相差偏轉角度θ時，該裝置處于搜索模式；

搜索時反射鏡法線方向(15)的偏離角度方向與該裝置的旋轉搜索方向相同；偏轉角度θ的大小滿足：

其中，t_提為光電探測組件(1)的提取目標角位置所需的時間，v_搜為所述光電探測組件(1)的方位搜索角速度，ε_方為方位向視場角；

當搜索跟蹤切換反射鏡(9)的反射鏡法線方向位于跟蹤時反射鏡法線方向(16)時，該裝置處于跟蹤模式，所述激光測距組件(2)的俯仰反射鏡(12)法線方向平行指向光電探測組件(1)的成像視場中心(23)；在光電探測組件(1)穩定跟蹤目標后，目標處于光電探測組件(1)的成像視場中心(23)，所述激光測距組件(2)發射激光光束，測回該目標相對于該裝置的直線距離。