[发明专利]一种激光跟踪瞄准装置光学零位补偿方法及系统

说明书

本发明公开了一种激光跟踪瞄准装置光学零位补偿方法及系统。该方法包括步骤：调整激光跟踪瞄准装置，使得目标光斑位于四象限探测器的正前方，并且使所述目标光斑分布在所述四象限探测器四个象限的面积相同；满足上述条件后使反馈控制回路开环，锁定伺服机构，继续调整所述激光跟踪瞄准装置围绕其中心轴转动180度；获取转动180度后所述四象限探测器的四个象限的输出信号，根据所述输出信号计算确定所述激光跟踪瞄准装置的失调角，根据所述失调角调整所述伺服机构。本发明可以简单快速地对激光跟踪瞄准装置的误差进行补偿，可以避免重复拆装，节省了人力。

技术领域

本发明属于激光测试技术领域，更具体地，涉及一种激光跟踪瞄准装置光学零位补偿方法及系统。

背景技术

在激光瞄准装置中，四象限探测器是光电转换的关键“眼睛”，四象限探测器的每个象限功能上都是光电二极管，根据其工作特性，在一定的反偏电压和入射光的作用下，光电二极管会因受激吸收过程产生电子，形成电流，所形成电流的大小和它所接受的光能量的大小成正比。四象限探测器的4个光电二级管形成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ4个象限，当光束入射到四象限探测器的光敏表面上，四象限探测器实际输出的是转换后的电压信号。

瞄准装置中，目标激光信号是通过光学系统将光斑汇聚到探测器上，通过比较激光光斑在探测器上的位置分布情况来获取瞄准装置相对于目标的偏差信号。当光斑落到探测器上，会产生四个电压值Va、Vb、Vc、Vd，如图1所示。当光斑中心正好位于探测器中心，光斑分布在四个象限的面积大小一致，四个电压值也同样相同，说明此时激光装置精确对准目标，伺服反馈回路不需要做其他调整。而当激光装置未对准目标时，光斑并不落在探测器中心，探测器产生的四路电压不一致，此时(Va+Vb)-(Vc+Vd)≠0或(Vb+Vd)-(Va+Vc)≠0，进而通过电路处理，程序控制电机，使得探测器在伺服系统的带动下移动，确保四象限输出电压一致。利用四象限输出信号的幅值变化，可以有效地控制瞄准装置不断地自动修正方向，直到准确地瞄准激光目标。

但是在实际激光瞄准装置的生产中，四象限探测器的光学轴无法保障安装在伺服系统的中心，由于一系列安装以及结构公差会不可避免的使激光瞄准装置光学轴与机械轴产生一个角度误差。四象限探测器作为激光瞄准装置光电转换的核心，角度误差会对激光瞄准装置的精度产生影响。另外对探测器进行重复拆装调试也存在操作难度大，耗时周期长等问题。

发明内容

针对现有技术的至少一个缺陷或改进需求，本发明提供了一种激光跟踪瞄准装置光学零位补偿方法及系统，可以简单快速地对激光跟踪瞄准装置的误差进行补偿，可以避免重复拆装，节省了人力。

为实现上述目的，按照本发明的第一方面，提供了一种激光跟踪瞄准装置光学零位补偿方法，应用于激光跟踪瞄准装置，所述激光跟踪瞄准装置包括四象限探测器、伺服机构和反馈控制回路，所述反馈控制回路用于根据所述四象限探测器的输出信号调整所述伺服机构，所述方法包括步骤：

调整所述激光跟踪瞄准装置，使得目标光斑位于所述四象限探测器的正前方，并且使所述目标光斑分布在所述四象限探测器四个象限的面积相同；

满足上述条件后使所述反馈控制回路开环，锁定所述伺服机构，继续调整所述激光跟踪瞄准装置围绕其中心轴转动180度；

获取转动180度后所述四象限探测器的四个象限的输出信号，根据所述输出信号计算确定所述激光跟踪瞄准装置的失调角，根据所述失调角调整所述伺服机构。

优选的，将所述激光跟踪瞄准装置安装在三轴转台上，通过调整所述三轴转台来调整所述激光跟踪瞄准装置。

优选的，所述根据所述输出信号计算确定所述激光跟踪瞄准装置的失调角包括步骤：

按顺时针方向或逆时针方向依次记四个象限分别为第一象限、第二象限、第三象限、第四象限，分别记第一象限、第二象限、第三象限、第四象限的输出信号分别为S1、S2、S3和S4；