[發(fā)明專(zhuān)利]一種高精度測(cè)量激光測(cè)距系統(tǒng)性能的裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810945412.0
• 申請(qǐng)日: 2018-08-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108931783B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-09-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王天洪;何志平;郭穎;黃庚華;吳金才;舒嶸
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所
• 主分類(lèi)號(hào): G01S17/08
• 分類(lèi)號(hào): G01S17/08;G01S7/481
• 代理公司: 上海滬慧律師事務(wù)所 31311
• 代理人: 郭英

本發(fā)明公開(kāi)了一種高精度測(cè)量激光測(cè)距系統(tǒng)性能的裝置及方法，該方法是利用分色片的分光功能，將帶有刻線的分劃板與激光光纖端面等距離的固定到分色片兩側(cè)，通過(guò)光纖將延遲回波發(fā)生器組件產(chǎn)生的激光經(jīng)過(guò)平行光管發(fā)射至被檢設(shè)備。該裝置可以用于激光測(cè)距系統(tǒng)中的激光發(fā)散角、光斑能量以及激光測(cè)距系統(tǒng)測(cè)距能力的檢測(cè)，還可用于標(biāo)定被檢設(shè)備激光收發(fā)的光軸偏差。該發(fā)明適用于各種激光測(cè)距系統(tǒng)性能的實(shí)時(shí)標(biāo)定，也適用于主被動(dòng)結(jié)合的光電系統(tǒng)收發(fā)同軸檢測(cè)等領(lǐng)域，該系統(tǒng)焦面模塊固定、定標(biāo)方法簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光學(xué)檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高精度測(cè)量激光測(cè)距系統(tǒng)性能的裝置及方法，該發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可移植性強(qiáng)。測(cè)試軟件操作簡(jiǎn)單、方便、快捷，特別適用于由瞄準(zhǔn)裝置及激光發(fā)射模塊、激光接收模塊組成的激光測(cè)距系統(tǒng)的測(cè)試需求、各種激光主被動(dòng)結(jié)合的光電系統(tǒng)收發(fā)同軸檢測(cè)等領(lǐng)域。

背景技術(shù)

激光測(cè)距系統(tǒng)現(xiàn)在已經(jīng)成為陸軍各兵種觀瞄儀器的重要組成部分；如裝甲兵部隊(duì)主戰(zhàn)坦克、機(jī)械化步兵戰(zhàn)車(chē)的各型炮長(zhǎng)穩(wěn)像瞄準(zhǔn)鏡、車(chē)長(zhǎng)周視瞄準(zhǔn)鏡、測(cè)瞄制導(dǎo)儀等，激光測(cè)距系統(tǒng)使能夠?qū)崿F(xiàn)搜索觀察、目標(biāo)測(cè)距、方位測(cè)量的一種快速、準(zhǔn)確、便捷的現(xiàn)代化設(shè)備；由于是集光、電、傳感器等技術(shù)于一體、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、故障率較高。特別是當(dāng)前高強(qiáng)度實(shí)戰(zhàn)化訓(xùn)練中，激光測(cè)距系統(tǒng)一旦發(fā)生故障，將會(huì)影響指揮的作戰(zhàn)目的。由于不能通用化的解決步兵、炮兵、裝甲兵及海防守島部隊(duì)激光測(cè)距系統(tǒng)的檢測(cè)維修問(wèn)題，造成檢測(cè)維系設(shè)備型號(hào)繁多、功能單一，經(jīng)費(fèi)資源多，保障效率低的問(wèn)題長(zhǎng)期難以解決。為解決這些問(wèn)題，通過(guò)集成方法統(tǒng)一測(cè)量所有指標(biāo)將越來(lái)越被需要。針對(duì)激光測(cè)距系統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)和手段現(xiàn)狀，迫切需要研究能夠在野外和室內(nèi)通用、單兵和車(chē)載通用、部隊(duì)級(jí)和基地級(jí)通用的滿足陸軍各兵種激光測(cè)距系統(tǒng)的一種通用化性能檢測(cè)技術(shù)和手段；可為陸軍裝備保障力量建設(shè)提供一定的支撐。對(duì)激光光學(xué)儀器來(lái)說(shuō)，光軸配準(zhǔn)度是儀器的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)之一，光軸的變化將直接影響到系統(tǒng)的探測(cè)水平，而隨著各種光學(xué)儀器應(yīng)用范圍的擴(kuò)大和應(yīng)用需求的提高，對(duì)光學(xué)儀器的穩(wěn)定性、光軸配準(zhǔn)精度的要求也越來(lái)越高，也對(duì)光學(xué)儀器的地面定標(biāo)及性能測(cè)試提出了更高的要求。激光遙感系統(tǒng)的探測(cè)能力指標(biāo)主要包括系統(tǒng)測(cè)距精度、探測(cè)范圍(最大測(cè)程、最小測(cè)程)、測(cè)距分辨率和探測(cè)概率(虛警率、漏警率)。而光軸配準(zhǔn)度的變化將直接影響到系統(tǒng)的探測(cè)能力，這就要求能有標(biāo)準(zhǔn)的儀器或設(shè)備能對(duì)其進(jìn)行測(cè)試，并及時(shí)標(biāo)定出變化情況。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種高精度測(cè)量激光測(cè)距系統(tǒng)性能的裝置及方法。該發(fā)明利用分色片的分光功能，將帶有刻線的分劃板與激光光纖端面等距離的固定到分色片兩側(cè)，通過(guò)光纖將延遲回波發(fā)生器組件產(chǎn)生的激光經(jīng)過(guò)平行光管發(fā)射至被檢設(shè)備，同時(shí)在平行光管焦面放置光纖輸出的信標(biāo)光源作為指示光。該系統(tǒng)可以用于激光測(cè)距系統(tǒng)中的激光發(fā)散角、光斑能量以及激光測(cè)距系統(tǒng)測(cè)距能力的檢測(cè)，還可用于標(biāo)定被檢設(shè)備激光收發(fā)的光軸偏差。該發(fā)明適用于各種激光測(cè)距系統(tǒng)性能的實(shí)時(shí)標(biāo)定，也適用于主被動(dòng)結(jié)合的光電系統(tǒng)收發(fā)同軸檢測(cè)等領(lǐng)域，該系統(tǒng)焦面模塊固定、定標(biāo)方法簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉。

本發(fā)明方法的檢測(cè)裝置如附圖1所示：該發(fā)明裝置該由平行光管2、激光能量可控制衰減裝置3、延時(shí)回波發(fā)生器組件4、衰減裝置5、照明裝置6、帶有刻線的分劃板7、探測(cè)相機(jī)8、分色片9角反射器10組成。其中延時(shí)回波發(fā)生器組件4中的出射光纖端面和帶有刻線的分劃板7分別放置于分色片9兩側(cè)的等距離處，然后一起放到平行光管2的焦面附近。首先將被測(cè)激光測(cè)距系統(tǒng)1的激光發(fā)射模塊1-2發(fā)出激光，激光經(jīng)過(guò)平行光管2會(huì)聚于帶有刻線的分劃板7上，開(kāi)啟照明裝置6照亮帶有刻線的分劃板7的十字絲，在利用探測(cè)相機(jī)8觀察分劃板上激光光斑強(qiáng)度，利用衰減裝置5來(lái)實(shí)現(xiàn)能量的連續(xù)可調(diào)將激光能量控制在合適強(qiáng)度，通過(guò)帶有刻線的分劃板7上激光光斑大小，激光光斑大小與平行光管2焦距的比值即被測(cè)激光測(cè)距系統(tǒng)1激光發(fā)散角；利用延時(shí)回波發(fā)生器組件4采集帶有刻線的分劃板7上散射激光脈沖信號(hào)，通過(guò)脈沖信號(hào)產(chǎn)生延時(shí)回波的經(jīng)延時(shí)回波發(fā)生器組件4出射光纖端面發(fā)射，經(jīng)過(guò)平行光管2準(zhǔn)直輸出，通過(guò)被測(cè)激光測(cè)距系統(tǒng)1的激光接收模塊1-3是否探測(cè)到信號(hào)來(lái)判斷收發(fā)同軸是否保持良好，同時(shí)可以通過(guò)激光能量可控制衰減裝置3來(lái)來(lái)實(shí)現(xiàn)能量的連續(xù)可調(diào)進(jìn)而控制輸出信號(hào)大小，從而模擬被測(cè)激光測(cè)距系統(tǒng)1對(duì)不同距離的測(cè)距能力。