[发明专利]一种偏振传感器偏振零位标定系统

说明书

本发明涉及一种偏振传感器偏振零位标定系统，主要由积分球、积分球偏振片、转台、圆盘、定位销、偏振传感器安装底座组成。积分球偏振片的偏振方向已知且在偏振方向处设置标记口；圆盘内壁设计两个定位槽将偏振片的标记口卡入；转台与圆盘通过定位销实现积分球偏振片的偏振方向与转台侧壁平行；偏振传感器安装底座加装定位柱保证转台侧壁与偏振传感器水平轴线平行。最终，实现积分球偏振片的偏振方向平行于偏振传感器水平轴线。在此基础上，通过转台带动积分球偏振片旋转，实现偏振传感器偏振零位的标定。本发明设计了一种偏振传感器偏振零位标定系统，可实现对偏振传感器零度偏振方向的标定，消除偏振传感器导航应用中的安装误差。

技术领域

本发明属于仿生偏振导航领域，具体涉及一种偏振传感器偏振零位标定系统，可实现偏振传感器中零度偏振片方向与偏振传感器水平轴线间安装误差的标定，提高偏振传感器在导航应用中的测量精度。

背景技术

在亿万年的演化中，自然界生物具备了高超的导航能力，感知方式涉及到眼、耳、鼻等多种器官，通过脑神经的信息融合，完成迁徙、觅食、归巢等一系列行为活动。仿生科学已成为智能科学、信息科学和仿生科学领域的前沿方向，具有重要的研究价值。其中，仿生偏振导航技术以沙蚁、蜜蜂等生物的偏振光感知机理和处理机制为基础，以大气偏振分布模式为理论依据，实现对载体的姿态和位置信息的获取。仿生偏振导航具有隐蔽性高、自主性和抗干扰能力强等优势，国内外研究机构相继研制了多种类型的仿生偏振传感器，如适用于水下环境的“仿螳螂虾眼”偏振传感器，适用于动态环境的“仿蜻蜓复眼”偏振传感器等，并逐渐应用于无人系统的自主导航领域。

为提高偏振传感器的精度，需要对传感器器件误差、环境干扰等进行精确建模和标定。中国专利申请“一种考虑暗电流的水下偏振传感器多参数优化标定方法”(申请号：CN202111408066.0)，建立了考虑暗电流的偏振传感器响应模型，通过多参数优化函数，对偏振传感器暗电流参数进行标定；中国专利申请“基于无迹卡尔曼滤波的仿生偏振传感器多源误差标定方法”(申请号：CN201810129371.8)，提出了一种不依赖高精密仪器设备的偏振传感器误差标定方法，基于无迹卡尔曼滤波，对偏振传感器的感光增益、偏振度系数以及测量噪声等误差参数进行标定；中国专利申请“一种偏振传感器光强谐波干扰估计及补偿方法”(申请号：CN202111390088.9)，对偏振传感器每个通道的标定参数与标定环境引起的光强谐波干扰量同时估计，提高偏振传感器标定参数的估计精度。然而，上述专利申请仅考虑了偏振传感器的感光增益、偏振度系数等器件误差以及谐波干扰等环境误差，尚未实现对偏振传感器偏振零位的标定和补偿。随着对导航精度要求的提高，偏振传感器的偏振零位误差也成为一个重要影响因素，亟需提出一种方法/系统对该误差进行标定与补偿。

发明内容

为了解决上述问题，克服现有技术的不足，本发明提供一种偏振传感器偏振零位标定系统，主要由积分球、积分球偏振片、转台、圆盘、定位销、偏振传感器安装底座组成。积分球偏振片的偏振方向已知且在偏振方向处设置标记口；圆盘内壁设计两个定位槽将偏振片的标记口卡入；转台与圆盘通过定位销实现积分球偏振片的偏振方向与转台侧壁平行；偏振传感器安装底座加装定位柱保证转台侧壁与偏振传感器水平轴线平行。最终，实现积分球偏振片的偏振方向平行于偏振传感器水平轴线。在此基础上，通过转台带动积分球偏振片旋转，实现偏振传感器偏振零位(即偏振传感器中零度偏振片方向与偏振传感器水平轴线间的夹角)的标定。

为达到上述目的，本发明采用的技术解决方案是：

一种偏振传感器偏振零位标定系统，其特征在于：包括积分球、积分球偏振片、转台、圆盘、定位销、偏振传感器安装底座；其中，积分球用于产生均匀的无偏光，积分球偏振片用于生成特定偏振方向的偏振光，转台用于带动积分球偏振片旋转，圆盘用于固定积分球偏振片，定位销用于实现积分球偏振片偏振方向与转台侧壁平行；所述圆盘的内壁设置两个定位槽，所述定位槽与偏振片偏振方向的标记口贴合；所述圆盘的外壁设置定位孔，使转台与圆盘通过定位销实现积分球偏振片的偏振方向与转台侧壁平行；