[发明专利]一种多光轴自动校准系统及方法

说明书

本发明实施例涉及一种多光轴自动校准系统，包括：近红外激光测距系统(1)，其安装于多维度调整系统(11)上；红外系统(2)，通过转台(3)与所述近红外激光测距系统连接；成像系统(4)，与所述红外系统固定连接；第二光学校准系统(5)，用于校准所述近红外激光测距系统(1)与红外系统(2)的同轴性，包括：第一激光反射镜(51)、第二激光反射镜(52)、耦合反射镜(53)、离轴抛物镜(54)以及靶标(55)，所述第一激光反射镜(51)、第二激光反射镜(52)、耦合反射镜(53)、离轴抛物镜(54)均镀有相应波长的全反射膜；计算机系统(6)，对所述靶标图像进行分析，并根据分析结果自动调整多维度调整系统的角度。

技术领域

本发明涉及光学校准领域，具体涉及一种多光轴自动校准系统及方法。

背景技术

随着应用环境的复杂化，单一系统往往无法满足复杂的使用环境，覆盖宽光谱范围的复合系统的出现，越来越受到各应用层面的重视，对于近距离小型化目标的跟踪和测距，目前常用的系统是长波红外加近红外激光器，红外系统用来发现目标，激光系统对目标进行测距。在此过程中，一个重要的因素就是红外系统和激光系统的共轴问题，由于测距激光的束散角很小，当目标距离较远时，只有红外系统和激光系统两者的共轴性好，才能在监测的同时对目标进行测距，否则激光系统发出的激光无法投射到目标上，造成目标丢失，无法完成测距功能。本发明主要致力于红外系统和激光系统的光轴校准测试，实现测试过程简洁化，测试结果准确化，提高系统后期的测距和跟踪精度。

当一个设备有两个系统以上波段范围相差较大的光学系统时，如果还需要两个系统有一定的同轴度要求，那么对于不同光学系统的光轴校准就是系统应用过程中的重要环节。通常不同波段的光学系统进行光轴同轴度测试或校准时，应用的是宽谱段大口径平行光管，但此类设备造价高，制造工艺复杂，且体积尺寸大，也不适合外场搬运测试。

因此，开发一种简易的能够实现多光轴自动校准的系统及方法，就变得十分紧迫。

发明内容

本发明实施例提供了一种简易的能够实现多光轴自动校准的系统及方法，本发明的主要目的是解决上述问题，研制一种小型的、适合外场光轴一致性测试的设备。

本发明实施例提供的一种多光轴自动校准系统，包括：近红外激光测距系统1，其安装于多维度调整系统11上；红外系统2，通过转台3与所述近红外激光测距系统1连接，用于确定目标位置；成像系统4，与所述红外系统2 固定连接，且已通过第一光学校准系统实现所述成像系统4与所述红外系统2 的同轴性；第二光学校准系统5，用于校准所述近红外激光测距系统1与红外系统2的同轴性，包括：第一激光反射镜51、第二激光反射镜52、耦合反射镜53、离轴抛物镜54以及靶标55，所述第一激光反射镜51、第二激光反射镜52、耦合反射镜53、离轴抛物镜54均镀有相应波长的全反射膜；其中，近红外激光测距系统1发射近红外激光束，该光束经过第一激光反射镜51、第二激光反射镜52、耦合反射镜53、离轴抛物镜54反射后照亮靶标55；所述照亮的靶标55发射的光束经过所述离轴抛物镜54、耦合反射镜53后进入所述成像系统4，形成靶标图像；计算机系统6，所述计算机系统6与所述成像系统4电连接，并对所述靶标图像进行分析，并根据分析结果自动调整多维度调整系统11的角度。

进一步的，所述成像系统4与所述红外系统2位于所述转台3同侧，直接固定连接。

进一步的，所述多维度调整系统11包括至少一个步进电机12和调整架 13，可以实现上、下、左、右、俯、仰六个维度调节。

进一步的，所述“对所述靶标图像进行分析，并根据分析结果自动调整多维度调整系统11的角度”包括：通过所述计算机系统6比较所述靶标图像的中心位置与校准目标位置的距离；当该距离满足一定误差范围时，确认已校准；否则，根据所述靶标图像的中心位置与校准目标位置的偏离方位和距离，反馈控制信号到所述多维度调整系统11，并重复执行上述步骤。

进一步的，所述“一定误差范围”为0～5个dpi。