[發明專利]基于Levenberg-Marquardt算法的旋轉雙棱鏡指向偏差修正方法

在審

• 申請號: 202210097369.3
• 申請日: 2022-01-26
• 公開（公告）號: CN114460975A
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 孫建鋒;姜玉鑫;侯培培;韓榮磊;任偉杰;從海勝;張龍坤;許玲玲;張正偉
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海光學精密機械研究所
• 主分類號: G05D3/12
• 分類號: G05D3/12
• 代理公司: 上海恒慧知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 張寧展

1.基于Levenberg-Marquardt算法的旋轉雙棱鏡指向偏差修正的方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟一：根據正向旋轉雙棱鏡理想指向模型，通過平行光軸的入射光線經旋轉雙棱鏡透射得到出射光束；

步驟二：根據旋轉雙棱鏡理論參數，計算旋轉雙棱鏡理論的視場范圍，并在視場范圍內均勻選m個點；

步驟三：根據m個點，計算其所對應的方位角和俯仰角，最終得到對應m組旋轉雙棱鏡前鏡θ_i1和后鏡的角度θ_i2 i＝1,…,m，

步驟四：將所選點在實際旋轉雙棱鏡上進行指向測試；

首先將旋轉雙棱鏡的前鏡和后鏡調整到標定的零度位置，再將步驟三中得到的m組旋轉雙棱鏡的前鏡θ_i1和后鏡角度θ_i2，分別通過上位機發送給旋轉雙棱鏡前鏡和后鏡的驅動電機，驅動電機帶動旋轉雙棱鏡前鏡和后鏡轉到指定位置，并測量出實際出射光束在L米光屏上的實際光斑位置(x_i1,y_i1)；

步驟五：建立誤差評價函數

通過改變旋轉雙棱鏡前鏡零度標定誤差Δθ₁、后鏡零度標定誤差Δθ₂、前鏡楔角誤差Δα₁、后鏡楔角誤差Δα₂以及前鏡和后鏡的折射率誤差Δn，把上述誤差代入旋轉雙棱鏡理想指向模型公式中，得到旋轉雙棱鏡理論出射光束會發生變化，記此時旋轉雙棱鏡出射光束的方位角為Φ_i，俯仰角為Θ_i；理論出射光束在L米光屏上的理論光斑位置(x_i2,y_i2)，公式如下

x_i2＝tanΦ_i*cosΘ_i

y_i2＝tanΦ_i*sinΘ_i

計算每個點的理論光束和實際光束之間的偏差f_i，公式如下：

式中，L為旋轉雙棱鏡到光屏的距離；

設m個點的誤差評價函數為

步驟六：通過Levenberg-Marquardt算法對誤差評價函數進行處理，具體如下：

令x＝[Δθ₁,Δθ₂,Δα₁,Δα₂,Δn]^T，計算F(x)下降方向h_lm，公式如下：

J^Tf+(J^TJ+μI)h_lm＝0,μ＞0

式中，J為f的雅克比矩陣，μ為阻尼系數，I為單位矩陣；

令x＝x+h_lm，計算F(x+h_lm)，進行迭代，直到迭代次數達到500次或者|F(x)-F(x+h_lm)|10^-6，停止迭代，此時所對應的x＝[Δθ₁,Δθ₂,Δα₁,Δα₂,Δn]^T值，即對旋轉雙棱鏡的前鏡和后鏡的零度標定誤差、楔角誤差和折射率誤差進行了修正。

2.根據權利要求1所述的基于Levenberg-Marquardt算法的旋轉雙棱鏡指向偏差修正的方法，其特征在于：m60。