[发明专利]一种旋转双棱镜成像对准方法

摘要

本发明公开了一种旋转双棱镜成像对准方法，能够大幅度降低由于系统参数失真而导致的目标成像偏差。其基于闭环反馈调整两块棱镜各自转动，以使目标成像逐渐逼近探测视场中心。该方法的核心，在于解耦两块棱镜各自转动与目标成像最终移动之间的几何关系。本发明通过深入研究旋转双棱镜的光束指向特性，完成了解耦过程。

主权项

1.一种旋转双棱镜成像对准方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤(1)调整目标成像位于探测视场中心附近后，两块棱镜保持此时的相对转角不变，再两次转动适当角度；记录相应的三次目标成像在探测视场中的位置；旋转双棱镜中，光束偏折后相对于棱镜旋转轴的俯仰角，仅与两块棱镜的相对转角有关；棱镜旋转轴在探测视场上的投影点称为旋转中心；前述三点到旋转中心的距离相等，利用“圆上三点确定圆心”相关知识，计算出旋转中心的近似位置；以穿过探测视场中心和旋转中心的直线为基准，计算第一次目标成像位置与其之间的夹角τ；步骤(2)以探测视场中目标成像到旋转中心的距离，不断接近视场中心到旋转中心的距离为判断准则，持续调整两块棱镜的相对转角；直到两种距离的差值满足预期的目标成像对准精度；调整过程中，由于目标成像方向角的变化，可能引起虽然两种距离之差越来越小，但是目标成像到探测视场中心的距离却越来越大的奇异现象；为了避免出现此种情况，每次获得新的目标成像位置，都需要计算出其与穿过旋转中心和视场中心的直线之间的夹角；如果该夹角大于步骤(1)所得出的τ值，则在两组棱镜后一次的调整值中，朝着与前一次相反的方向同时增加τ；另外，为了提高两种距离接近的效率，两组棱镜相对转角的调整量应当变长处理；步骤(3)以旋转中心为顶点，计算目标成像与探测视场中心的夹角；两块棱镜的转角同时增加或减少该角度，目标成像便会对准探测视场中心；当前述两种距离基本相等时，可以认为目标成像和探测视场中心在以旋转中心为圆心的同一个近似圆上；此时，欲使目标成像沿着该圆运动到探测视场中心，只需要两块棱镜转动相同的某一角度即可。