[發(fā)明專利]一種用于飛機(jī)機(jī)載激光測距機(jī)的光軸校準(zhǔn)裝置和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010115689.8
• 申請日: 2020-02-25
• 公開（公告）號: CN111044994B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周士國;馮建新;卿宇
• 申請（專利權(quán)）人: 航天金鵬科技裝備（北京）有限公司
• 主分類號: G01S7/497
• 分類號: G01S7/497
• 代理公司: 北京華智則銘知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11573
• 代理人: 李樹祥

1.用于飛機(jī)機(jī)載激光測距機(jī)的光軸校準(zhǔn)裝置，其特征在于：包括校靶儀主機(jī)和主控單元（20）；校靶儀主機(jī)包括安裝在機(jī)殼（5）內(nèi)部的光學(xué)系統(tǒng)（1）、圖像處理單元（2）和一只慣性測量儀（4）；所述慣性測量儀（4）的航向軸方向與光學(xué)系統(tǒng)（1）的光軸方向保持一致；

所述的光學(xué)系統(tǒng)（1）包括聚焦透鏡組和在聚焦透鏡組焦點(diǎn)處設(shè)置的圖像傳感器（15），激光測距機(jī)發(fā)出的激光衰減后聚焦成像在所述圖像傳感器（15）上形成像點(diǎn)（21），圖像處理單元（2）對所述圖像傳感器（15）的圖像進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，得到軸向偏差角；主控單元（20）根據(jù)所述慣性測量儀（4）的角度數(shù)據(jù)和所述圖像處理單元（2）的軸向偏差角數(shù)據(jù)，計算得到激光測距機(jī)光軸的姿態(tài)角參數(shù)，并與飛機(jī)的幾何縱軸姿態(tài)角參數(shù)比對后得到激光測距機(jī)光軸的軸偏角參數(shù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于飛機(jī)機(jī)載激光測距機(jī)的光軸校準(zhǔn)裝置，其特征在于：所述的慣性測量單元（4）為光纖捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于飛機(jī)機(jī)載激光測距機(jī)的光軸校準(zhǔn)裝置，其特征在于：所述的聚焦透鏡組包括同軸設(shè)置的次鏡（11）和主鏡（12），次鏡（11）和主鏡（12）均為中空結(jié)構(gòu)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于飛機(jī)機(jī)載激光測距機(jī)的光軸校準(zhǔn)裝置，其特征在于：次鏡（11）前設(shè)置有光衰減片（51）。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于飛機(jī)機(jī)載激光測距機(jī)的光軸校準(zhǔn)裝置，其特征在于：光衰減片（51）和次鏡（1）之間加裝有光吸收片（52），光吸收片（52）的口徑大于次鏡（11）中心通孔的尺寸，小于次鏡（11）的尺寸。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于飛機(jī)機(jī)載激光測距機(jī)的光軸校準(zhǔn)裝置，其特征在于：所述的圖像傳感器（15）為CCD傳感器。

7.利用權(quán)利要求1-6任意之一所述的用于飛機(jī)機(jī)載激光測距機(jī)的光軸校準(zhǔn)裝置進(jìn)行校準(zhǔn)的方法，其特征在于，包括以下步驟：

【1】以經(jīng)過校準(zhǔn)的飛機(jī)機(jī)載慣導(dǎo)數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)，構(gòu)建得到飛機(jī)的虛擬數(shù)字幾何縱軸；

【2】激光測距機(jī)發(fā)出的激光衰減后聚焦成像在圖像傳感器，圖像處理單元對圖像傳感器的圖像進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，得到軸向偏差角；主控單元根據(jù)軸向偏差角和慣性測量儀的測量得到的角度參數(shù)，計算得到激光測距機(jī)光軸的軸向姿態(tài)角參數(shù)；

【3】將激光測距機(jī)的軸向姿態(tài)角參數(shù)與虛擬數(shù)字幾何縱軸的姿態(tài)角參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)比對后得到激光測距機(jī)光軸的軸偏角參數(shù)；

【4】根據(jù)軸偏角參數(shù)值大小決定是否需要進(jìn)行機(jī)械校軸。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于飛機(jī)機(jī)載激光測距機(jī)的光軸校準(zhǔn)方法，其特征在于：軸向姿態(tài)角參數(shù)表示為Ω（α+θx，β+θz，γ）；

其中θx=Lx/f，θz=Lz/f分別表示入射激光軸線在X軸和Z軸方向的軸向偏差角，f為相機(jī)中成像透鏡單元的焦距，Lx和Lz為聚焦像點(diǎn)在相機(jī)圖像傳感器的x軸和z軸上的坐標(biāo)值；（α，β，γ）為慣性測量儀的測量得到的角度參數(shù)。