[发明专利]一种基于DMD的高速运动目标形变测量系统及方法

权利要求书

1.一种基于DMD的高速运动目标形变测量系统，其特征在于：包括激光器(1)、准直扩束模块(2)、DMD扫描一级子系统(3)、投射屏(4)、反射板(5)、接收探测一级子系统(6)、激光测距仪(7)；所述的DMD扫描一级子系统(3)用于标定实验中提供在视场内的均匀光照与测量模拟高速目标实验中生成模拟高速运动目标；所述的接收探测一级子系统(6)用于接收高速运动目标的形变信号，并将目标形变信息转换为探测器上的像素变化量；激光器(1)用于发射激光束；准直扩束模块(2)用于将激光器(1)出射的激光束予以准直并扩束至DMD扫描一级子系统(3)；激光测距仪(7)用于测量接收探测一级子系统(6)中汇聚透镜至投射屏(4)之间的距离，即汇聚透镜与高速运动目标之间的距离；反射板(5)用于将DMD扫描一级子系统(3)发射的背景光反射至接收探测一级子系统(6)以外，减少背景光反射至接收探测一级子系统(6)，提高接收探测一级子系统(6)的信噪比。

2.如权利要求1所述的一种基于DMD的高速运动目标形变测量系统，其特征在于：所述的DMD扫描一级子系统(3)包括DMD(3.1)、DMD控制器(3.2)、电源(3.3)、变焦透镜(3.4)；DMD(3.1)用于接收并反射经准直扩束模块(2)的光束，通过变焦镜头在投射屏(4)上生成清晰的模拟高速目标形态变化序列；DMD控制器(3.2)用于控制DMD(3.1)的工作模式，形成模拟高速目标形态变化序列，并输入给DMD(3.1)；电源(3.3)用于向DMD控制器(3.2)供电；所述的DMD(3.1)工作模式取决于DMD控制器(3.2)对调制图案的加载，调制图案通过编码的方式实现，不同的目标图案通过加载相应的编码即实现在模拟目标形态的高速变化。

3.如权利要求1所述的一种基于DMD的高速运动目标形变测量系统，其特征在于：所述的接收探测一级子系统(6)包括滤光片(6.1)、会聚透镜(6.2)、孔径光阑(6.3)、线阵CCD(6.4)，线阵CCD采集卡(6.5)，计算机(6.6)、电源(3.3)；滤光片(6.1)用于过滤背景杂散光，需要根据激光器(1)的波长选择；会聚透镜(6.2)用于会聚经过滤光片(6.1)的光束；孔径光阑(6.3)用于限制视场内的通光量，进一步限制杂散光的进入，抑制杂散光对线阵CCD(6.4)采集数据的干扰；线阵CCD(6.4)用于探测目标信号的光强度值；线阵CCD采集卡(6.5)用于采集线阵CCD(6.4)探测到的目标光强度值，并将采集到的目标光强度模拟信号转变为数字信号，便于计算机(6.6)完成后续的信号处理工作；计算机(6.6)用于处理由采集卡采集的线阵CCD(6.4)探测到的目标光强度值，并提取线阵CCD(6.4)采集到的目标光强度值所对应的像素数；电源(3.3)用于向线阵CCD(6.4)、线阵CCD采集卡(6.5)、计算机(6.6)供电。

4.基于如权利要求1、2或3所述的系统实现的一种基于DMD的高速运动目标形变测量方法，其特征在于：包括如下步骤，

步骤一、搭建一种基于DMD的高速运动目标形变测量系统实验平台，进行静态目标尺寸测量数据采集，实现静态目标尺寸测量的系统误差标定；

步骤二、通过DMD扫描一级子系统(3)，加载模拟高速运动目标调制图案，实现基于DMD的高速运动目标形变测量系统对模拟高速运动目标尺寸的测量实验，完成对模拟高速运动目标形变测量，得到并固定光学结构及其各项参数；

步骤三、通过DMD扫描一级子系统(3)照射高速运动目标所在空间，测量照射视场内真实高速运动目标形变量。