[发明专利]一种基于双棱镜旋转装置的定点闭环方法

权利要求书

1.一种基于双棱镜旋转装置的定点闭环方法，其中，所述装置由第一棱镜(1)、第二棱镜(2)、第一电机(3)、第二电机(4)、第一编码器(5)、第二编码器(6)、图像传感器(8)和控制器(7)组成；所述第一电机(3)、第二电机(4)分别与第一棱镜(1)、第二棱镜(2)相连；所述第一编码器(5)、第二编码器(6)用于分别将第一棱镜(1)、第二棱镜(2)绕轴旋转后的角度返回给控制器(7)，所述图像传感器(8)用于将目标成像点的位置返回给控制器(7)；所述控制器(7)基于产生的随机扰动角度驱动第一电机(3)、第二电机(4)旋转相应的角度；其特征在于，所述定点闭环方法包括以下步骤：

步骤1)：通过扫描或给定的引导信息，将目标的成像点引入图像传感器(8)的视场内；

步骤2)：控制器(7)分别产生两个高斯分布的随机数δ₁和δ₂作为所述随机扰动角度，并基于该随机扰动角度δ₁和δ₂正向旋转第一棱镜和第二棱镜到θ₁₁和θ₂₁，其表达式如下：

(1)式中，θ₁₀和θ₂₀分别表示第一棱镜和第二棱镜的初始位置值，此时图像传感器(8)返回当前成像点的横坐标位置x₁和纵坐标位置y₁，并求取J₊，J₊由下式表示：

J₊＝(x₀-x₁)²+(y₀-y₁)² (2)

(2)式中，J₊为当前成像点位置与给定的闭环位置(x₀，y₀)之间的距离的平方；x₀，y₀分别为给定的闭环位置的横坐标和纵坐标，由人为给定；

步骤3)：反向旋转第一棱镜和第二棱镜到θ₁₂和θ₂₂，其表达式如下：

此时图像传感器(8)返回当前成像点的横坐标位置x₂和纵坐标位置y₂，并求取J_-，J_-由下式表示：

J_-＝(x₀-x₂)²+(y₀-y₂)² (4)

(4)式中，J_-为当前成像点位置与给定的闭环位置(x₀，y₀)之间的距离的平方；

步骤4)：更新第一棱镜和第二棱镜初始位置值θ₁₀和θ₂₀，其表达式如下：

(5)式中，θ’₁₀和θ'₂₀为更新过程中的两个临时变量，K为增益系数；

步骤5)：重复步骤2)、3)、4)直到目标成像点闭环在给定的闭环位置。

2.根据权利要求1所述的一种基于双棱镜旋转装置的定点闭环方法，其特征在于：

所述双棱镜旋转装置中，所述第一棱镜(1)、第二棱镜(2)、第一电机(3)、第二电机(4)为同轴安装，且第一棱镜(1)、第二棱镜(2)具有相同的折射率和顶角。