[发明专利]激光衍射式多系统轴线平行性检测装置

说明书

技术领域

本发明属于光电测试技术领域，尤其涉及检测火炮武器系统中火炮与雷达/光电等观测跟踪设备之间轴线平行性的一种光电测试仪器。

技术背景

随着自动控制技术和光电技术的发展，现代自行火炮武器系统配备了跟踪雷达/光电瞄准装置火控系统。跟踪雷达/光电瞄准装置可在较远距离发现和捕获目标并准确确定目标方位，及时将目标信息传递给火炮随动系统，通过随动系统带动火炮转动方位，调节俯仰角，实施射击，提高了射击精度和火炮的命中精度。而雷达/光电与火炮之间轴线的平行性决定了雷达/光电提供给火炮的目标信息的精度是保证射击精度和命中精度的首要条件之一。因此要对火炮、跟踪雷达、光电瞄准装置之间轴线的平行性进行检测、校准，以保证火炮武器系统的射击精度，满足作战需要。

目前检测火炮、跟踪雷达、光电瞄准装置间的轴线平行性的一种方法是在远处架设一个靶板，靶板上标出各个十字刻度线，各十字刻度线的中心距离是火炮、雷达、光电之间的基线距离，通过被测电视探测器或瞄准望远镜观测靶板，瞄准十字刻度线，就可以求出各轴线间平行性误差。然而该方法的不足之处是要求被测装置平台和靶板必须是保持静止，这样才能稳定瞄准。另外，该方法只能用于对特定的装备之间轴线平行性的测量，当装备间的基线距离发生变化时，该方法就不能使用，并且当基线距离比较长时，架设那么大的靶板也不切实际。另一种方法是“瞄星”方法，在晴朗天气的夜晚，火炮、跟踪雷达、光电瞄准装置同时瞄准遥远的同一个星(北极星)来进行平行性检查和标定。该方法尤其适用于多系统基线距离比较大的轴线一致性标定，例如火控雷达、光电跟踪装置安装在桅杆上而火炮安装在甲板上的分离式结构的轴线一致性标定，以及舰船上的各系统的零位与舰船首尾线一致标定等情况，并且标定精度比较高。但该方法也存在不足之处，即要求被测装备平台必须是静止的，因为北极星是不动的，如果平台摇摆晃动，就没法对准。尤其对于舰船平台，用“瞄星”方法是件很不容易的事情，一般要在风平浪静、还必须是天气良好、能见度高的条件下方可进行。有时为了保证“瞄星”精度，要将舰船开进船坞，这是比较费时费力的事情。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种能够在防区地面、码头、舰船上对多系统尤其火炮武器系统中火炮、跟踪雷达/光电跟踪装备之间轴线平行性检测的光电检测装置。

为解决上述技术问题，本发明包括一个激光衍射光发射器、至少一路视频采集电路和图像数据处理模块。所述激光衍射光发射器安插在火炮的炮管内，代表火炮炮管轴线方向，用可以是红光、绿光等能被电视探测器探测的激光作为光源，发射激光束，激光束经扩束准直透镜后变为平行光，然后进入衍射光栅器件发生衍射，产生固定衍射角的衍射光束，其中零级衍射激光的方向与火炮炮管的轴线方向一致，衍射光束经可变焦透镜组投影到远处的非合作反射屏上形成衍射像，调整可变焦透镜组焦距使非合作反射屏上的衍射像清晰。反射屏可以是建设物、广告牌或大型水面舰艇等非合作物体。衍射像经漫反射进入雷达/光电的电视观测装置的视场中成像，电视观测装置的光轴代表了雷达/光电的轴线，电视图像经视频采集电路变成数字图像信号，从该数字图像信号中计算出衍射像与电视电十字之间的像数个数，电十字表示了电视观测装置的光轴，像数的多少就是衍射像与电十字的角度，从已知的固定衍射角度和衍射像与电十字基准的角度通过几何关系确定火炮与雷达/光电之间轴线平行性误差。所述激光衍射光发射器包括有激光源、扩束准直透镜、衍射光栅器件、可变焦透镜组。激光源可以是红光、绿光等能被电视探测器探测的光源。激光束经扩束准直透镜后变为平行光，然后进入衍射光栅器件发生衍射，最后经可变焦透镜组投影到非合作屏后形成衍射像，调整可变透镜组焦距使反射屏上的衍射像清晰。

本发明的使用不受平台间基线距离的限制，基线距离可以很近如火炮、雷达/光电为一体的综合体结构，也可以较远如火炮在甲板上、雷达/光电在桅杆上的分离结构，不用安装、调试，可以随时随地快速进行轴线平行性检测。不用将舰船开到船坞、坦克开到测试台上，只要周围有合适的反射物体即可对轴线进行检测。使用本发明所需要的最近测量距离是能让反射屏上的衍射像进入电视探测器视场，并且成像清楚，不模糊；最远测量距离是只要能让电视探测器探测到衍射像并且有合适面积的非合作反射屏。使用本发明也可以同时对多个装备之间的轴线平行性进行检测，只要增加多路图像采集电路，将各个图像采集模块采集到的角度数据进行数据处理就可以得到多个装备之间的轴线平行性。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细地描述。

图1是本发明原理示意图。