[发明专利]基于逆向反射特性的激光通信快速捕获对准方法

权利要求书

1.一种基于逆向反射特性的激光通信捕获对准方法，其特征在于，主动端对逆向调制终端进行捕获和对准，其中逆向调制终端采用猫眼光学系统对主动端发射的激光光束进行接收并逆向反射，所述方法包括如下步骤：

步骤一，主动终端根据先验知识控制其内部的主动端伺服系统指向逆向调制终端所在区域，同时逆向调制终端根据先验知识指向主动终端；

步骤二，主动端发射激光光束，主动端伺服系统按照设定的扫描策略对逆向调制终端所在区域进行扫描；

步骤三，在主动端扫描过程中实时获取图像，并获取主动端伺服系统的方位俯仰角信息；针对得到的每一帧图像，判断该图像中是否存在可能的逆向反射终端：如果不存在，主动端伺服系统继续进行扫描并判断，直到区域图像中存在可能的逆向反射终端；如果第n帧图像中发现可能的逆向反射终端，执行步骤四；

步骤四，计算第n帧图像中包括可能的逆向反射终端在内的各个疑似目标的方位俯仰角；然后再根据设定的扫描策略预测各个疑似目标在第n+1帧图像中的位置；

步骤五，根据设定的扫描策略，改变主动端下一次对逆向调制终端所在区域进行扫描的方位俯仰角，扫描获得第n+1帧图像；对第n+1帧图像中的疑似目标进行探测和定位，并结合主动端伺服系统此时的方位俯仰角信息计算图像中的各个疑似目标位置；找到疑似目标中在本帧区域图像的位置与步骤四中预测的位置一致的疑似目标，则该疑似目标即为逆向调制终端，则定位目标成功，执行步骤六；否则，如果找不到满足该条件的疑似目标，改变主动端扫描的方位俯仰角，返回并执行步骤二到步骤五；

步骤六，当定位目标成功，则根据逆向调制终端目标位置计算脱靶量，并根据脱靶量，根据计算的方位俯仰角控制主动端伺服系统的指向，完成捕获及对准，建立通信链路。

2.如权利要求1所述的一种基于逆向反射特性的激光通信捕获对准方法，其特征在于，所述逆向调制终端主要包括猫眼光学系统、分束镜、光电探测器、信号处理与控制器、调制器驱动、反射式空间光调制器以及信源；其中光电探测器和反射式空间光调制器分别位于猫眼光学系统焦平面上；猫眼光学系统接收主动端发射的光束，并将光束经分束镜分别聚焦于光电探测器和反射式空间光调制器上，光电探测器将入射光束转换为探测信号并传输给信号处理与控制器，信号处理与控制器根据探测信号控制信源产生信息并接收信息产生通信信号传输给调制器驱动，调制器驱动根据通信信号产生驱动信号传输给反射式空间光调制器；反射式空间光调制器根据驱动信号调制入射光束，形成逆向反射光并将其原路返回。

3.如权利要求1或2所述的一种基于逆向反射特性的激光通信捕获对准方法，其特征在于，主动终端主要包括主动终端控制处理器、主动端光电调制器、主动端激光器、主动端信息源、主动端发射光学系统、主动端接收光学系统、主动端光电探测器、主动端信号采集单元、主动端成像光学系统、主动端成像探测器、主动端图像采集单元以及主动端伺服系统；

所述主动终端控制处理器控制主动端光电调制器接收主动端信息源的信息，根据信息控制主动端激光器产生调制激光，经主动端发射光学系统产生主动端发射光束；主动端接收光学系统接收逆向反射光束，将其聚焦于主动端光电探测器进行光电转换，转换产生的通信电信号经主动端信号采集单元传输至主动终端控制处理器；主动端成像光学系统将逆向反射光束聚焦于主动端成像探测器成像，并将所成像经主动端图像采集单元传输至主动终端控制处理器8；主动端伺服系统接收主动终端控制处理器的控制信号。