[发明专利]基于扫描振镜的高速运动目标形变模拟系统及测量方法

权利要求书

1.基于扫描振镜的高速运动目标形变模拟系统，其特征在于：包括菲涅尔匀光照明一级子系统(2)、振镜扫描一级子系统(3)、接收采集一级子系统(9)、激光器(1)、准直扩束模块(4)、反射屏(6)、激光测距仪(7)、电源(8)及高速运动目标(5)；所述的菲涅尔匀光照明一级子系统(2)用于对目标视场的均匀光照射；所述的振镜扫描一级子系统(3)用于模拟高速运动目标及其尺寸形变过程，同时为高速实物目标测量提供光学系统结构与参数支持；所述的接收采集一级子系统(9)用于对接收视场内高速运动目标激光照射强度的快速采集；激光器(1)用于为系统提供光源；准直扩束模块(4)用于二次扩大匀光视场，提供大视场照明；反射屏(6)用于投影模拟出的高速运动目标轮廓图案，并反射目标轮廓光强；激光测距仪(7)用于测量接收采集一级子系统与反射屏之间的距离，为测量光学系统提供物距；电源(8)用于为振镜扫描一级子系统(3)、接收采集一级子系统(9)、激光器(1)、激光测距仪(7)提供能量；高速运动目标(5)用于为系统标定及测量提供对象。

2.如权利要求1所述的基于扫描振镜的高速运动目标形变模拟系统，其特征在于：所述的菲涅尔匀光照明一级子系统(2)包括显微透镜(2.1)、光阑(2.2)、非球面透镜(2.3)、菲涅尔透镜(2.4)、非球面准直镜(2.5)；所述的菲涅尔匀光照明一级子系统(2)采用显微透镜(2.1)会聚激光器发射光束；在显微透镜(2.1)焦点处放置光阑(2.2)，用于滤除外界杂散光和高次谐波，提高光束照明质量；非球面透镜(2.3)用于将光阑(2.2)出射光线准直后平行入射至菲涅尔透镜(2.4)；菲涅尔透镜(2.4)用于将平行入射的光束均匀扩展，实现匀光照明；非球面准直镜(2.5)用于将菲涅尔透镜(2.4)扩展的均匀光准直后平行出射，为高速运动目标(5)视场匀光照明提供支持。

3.如权利要求1所述的基于扫描振镜的高速运动目标形变模拟系统，其特征在于：所述的接收采集一级子系统(9)包括滤光片(9.1)、会聚透镜(9.2)、视场光阑(9.3)、线阵CCD探测器(9.4)、线阵探测器采集卡(9.5)和计算机(9.6)；所述的接收采集一级子系统(9)将从目标反射回的光经过滤光片(9.1)滤波，实现对杂散光的滤除，对特定波长强度的探测；会聚透镜(9.2)用于对经滤光片的波束聚焦会聚；视场光阑(9.3)放置于会聚透镜(9.2)焦点处，用于限制经会聚透镜(9.2)光束的视场，同时抑制背景光的干扰；线阵CCD探测器(9.4)用于感应经视场光阑(9.3)滤波后的光束强度；线阵探测器采集卡(9.5)用于采集光束强度，同时实现与计算机(9.6)的通讯；计算机(9.6)用于光束强度—像素数的曲线绘制，以及高速目标轮廓像素数的提取，最终实现高速运动目标(5)微尺寸形变量测量。

4.如权利要求1所述的基于扫描振镜的高速运动目标形变模拟系统，其特征在于：所述的振镜扫描一级子系统(3)包括X轴振镜(3.1)、X轴振镜电机(3.2)、Y轴振镜(3.3)、Y轴振镜电机(3.4)、电机驱动板(3.5)、控制模块(3.7)、ILDA接口板(3.8)、电位器板(3.6)、计算机(9.6)；所述的振镜扫描一级子系统(3)采用控制模块(3.7)实现对振镜扫描一级子系统(3)的整体控制，控制模块(3.7)用于设置模拟扫描模式功能，所述的模拟扫描模式功能包括扫描模式、扫描图案、通讯设置、是否自定义扫描功能；电机驱动板(3.5)用于驱动X轴振镜电机(3.2)与Y轴振镜电机(3.4)，实现X轴振镜(3.1)与Y轴振镜(3.3)按自定义的规律偏转；ILDA接口板(3.8)用于接收在控制模块(3.7)处于非主机模式时与上位机通讯，实现自定义图案的生成与传输；电位器板(3.6)用于对外部模拟高速运动目标(5)图案大小的调节；计算机(9.6)用于以编程和参数设置的方式自定义目标形状，并通过ILDA接口与控制模块(3.7)通讯；X轴振镜(3.1)与Y轴振镜(3.3)用于反射激光束，实现X轴振镜(3.1)与Y轴振镜(3.3)在X轴振镜电机(3.2)与Y轴振镜电机(3.4)控制下按规律偏转后扫描出高速模拟目标轮廓。