專利名稱：高精度診斷設(shè)備瞄準(zhǔn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種高精度診斷設(shè)備瞄準(zhǔn)裝置。
背景技術(shù)：
為保證診斷設(shè)備瞄準(zhǔn)靶點(diǎn)，診斷設(shè)備都具有瞄準(zhǔn)裝置。不同的瞄準(zhǔn)方法決定瞄準(zhǔn)的精度與瞄準(zhǔn)性能。通用的瞄準(zhǔn)方法主要有單激光光束瞄準(zhǔn)、雙激光光束交匯瞄準(zhǔn)。單激光光束瞄準(zhǔn)方法如圖1所示，是將激光束同光學(xué)系統(tǒng)的光軸同軸，當(dāng)激光束指向靶點(diǎn)時(shí)，表示測(cè)量系統(tǒng)光軸指向靶心。此方法不占外部空間，但要占用通光孔，應(yīng)用上受限。雙激光光束交匯瞄準(zhǔn)由兩臺(tái)激光聚焦出射裝置通過交匯完成瞄準(zhǔn)。激光聚焦出射裝置通過光纖耦合器將激光耦合到光學(xué)聚焦鏡系統(tǒng)上，光學(xué)聚焦鏡系統(tǒng)可調(diào)節(jié)出射光束的角度，并將兩束激光相交在靶點(diǎn)上。但是，該瞄準(zhǔn)方式的瞄準(zhǔn)精度受激光束尺寸的限制， 瞄準(zhǔn)精度不高，最大瞄準(zhǔn)精度約為lOOum。以上單激光光束瞄準(zhǔn)與雙激光光束交匯瞄準(zhǔn)在每一次操作時(shí)都需要第三方的靶場監(jiān)視系統(tǒng)觀察瞄準(zhǔn)靶點(diǎn)的情況，在應(yīng)用上很受限制。而靶點(diǎn)稍有改變，更是需要調(diào)整激光聚焦出射裝置的安裝位置、角度等。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型旨在提供一種高精度診斷設(shè)備瞄準(zhǔn)裝置，以解決傳統(tǒng)瞄準(zhǔn)裝置復(fù)雜、 空間受限以及瞄準(zhǔn)精度不高的問題。本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下該高精度診斷設(shè)備瞄準(zhǔn)裝置包括經(jīng)瞄準(zhǔn)節(jié)固定安裝于診斷設(shè)備前端面的兩組CCD 攝像裝置、與CCD攝像裝置電連接的計(jì)算機(jī)處理模塊和由計(jì)算機(jī)處理模塊控制用以調(diào)整診斷設(shè)備指向的伺服拖動(dòng)系統(tǒng)；所述兩組CCD攝像裝置以診斷設(shè)備前端面的中心軸對(duì)稱設(shè)置，CCD攝像裝置由攝遠(yuǎn)光學(xué)鏡頭和CCD攝像機(jī)組成，兩組攝遠(yuǎn)光學(xué)鏡頭以交匯測(cè)量方式指向靴點(diǎn)。上述攝遠(yuǎn)光學(xué)鏡頭和CXD攝像機(jī)真空密封固定為一個(gè)整體。上述攝遠(yuǎn)光學(xué)鏡頭放大率為1 1，物像距為250mm，物面離攝遠(yuǎn)光學(xué)鏡頭最前端距離190mm。應(yīng)用該高精度診斷設(shè)備瞄準(zhǔn)裝置進(jìn)行瞄準(zhǔn)的方法，包括以下步驟(1)將兩組CXD攝像裝置經(jīng)瞄準(zhǔn)節(jié)固定安裝于診斷設(shè)備前端面，這兩組CXD攝像裝置以診斷設(shè)備前端面的中心軸對(duì)稱設(shè)置；建立CCD交匯測(cè)量模型，初始化給定靶點(diǎn)坐標(biāo)；(2)采用光學(xué)成像CXD交匯測(cè)量方式，將靶點(diǎn)成像在兩組CXD上；(3)對(duì)步驟( 得到的兩組CXD圖像進(jìn)行判讀，得出CXD交匯測(cè)量點(diǎn)坐標(biāo)；(4)當(dāng)CCD交匯測(cè)量點(diǎn)坐標(biāo)與初始化給定的靶點(diǎn)坐標(biāo)重合時(shí)，表示診斷設(shè)備嚴(yán)格指向靶點(diǎn)，即已瞄準(zhǔn)；[0016]當(dāng)CCD交匯測(cè)量點(diǎn)坐標(biāo)與初始化給定的靶點(diǎn)坐標(biāo)不符時(shí)，根據(jù)初始化建立的CCD 交匯測(cè)量模型調(diào)整診斷設(shè)備瞄準(zhǔn)結(jié)構(gòu)三個(gè)方向的自由度；進(jìn)行步驟(5)；(5)重復(fù)執(zhí)行步驟( 、(3)、(4)，直至CCD交匯測(cè)量點(diǎn)坐標(biāo)與初始化給定的靶點(diǎn)坐標(biāo)重合，即已瞄準(zhǔn)。上述C⑶攝像裝置的光學(xué)系統(tǒng)為攝遠(yuǎn)系統(tǒng)，放大率為1 1。上述步驟(4)是通過反饋控制，采用伺服拖動(dòng)系統(tǒng)調(diào)整診斷設(shè)備瞄準(zhǔn)結(jié)構(gòu)三個(gè)方向的自由度。本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)1、精度瞄準(zhǔn)高，可達(dá)到5um IOum的瞄準(zhǔn)精度。2、系統(tǒng)本身就能夠判斷是否瞄準(zhǔn)，不需要靶場監(jiān)視系統(tǒng)觀察瞄準(zhǔn)靶點(diǎn)的瞄準(zhǔn)情況，應(yīng)用非常方便。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中單激光光束瞄準(zhǔn)原理；圖2為現(xiàn)有技術(shù)中雙激光光束交匯瞄準(zhǔn)原理；圖3為本實(shí)用新型應(yīng)用裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例CCD交匯測(cè)量原理圖；圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)號(hào)說明1-靶點(diǎn)，2-光學(xué)鏡頭，3-CXD攝像機(jī)，4_連接盤(瞄準(zhǔn)節(jié))，5_診斷設(shè)備，6_診斷設(shè)備光路；7-激光器，8-小車。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型采用光學(xué)成像CXD交匯測(cè)量原理，將靶點(diǎn)成像在CXD上，通過兩CXD圖像判讀，由交匯得出偏離中心的位置。結(jié)構(gòu)見圖3所示，由鏡頭、(XD、瞄準(zhǔn)節(jié)組成。瞄準(zhǔn)節(jié)作用是將其與診斷設(shè)備連接。當(dāng)CCD交匯測(cè)量點(diǎn)與靶點(diǎn)重合時(shí)，表示診斷設(shè)備嚴(yán)格指向靶
點(diǎn)ο1) CXD交匯測(cè)量模型如圖4示，兩臺(tái)CXD像機(jī)分別安裝在瞄準(zhǔn)節(jié)的兩點(diǎn)，兩點(diǎn)連線為基線S。以其中一點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)0，基線S為X軸，俯仰為Y軸，方位為Z軸。在視場范圍內(nèi)，診斷設(shè)備未瞄準(zhǔn)時(shí)，兩CCD測(cè)得的靶心位置坐標(biāo)(公式推導(dǎo)從略) 為
s χ οΑ X =—；——2丁
tgAl+tgA2y = \\^tg^A {l + tg'A^KtgE^ s^ (l + /g2A) XtgE2
IltgA^tgA2tgA, + tgA2_
s χ ^gA1 χ tgA2Z =-----
tgA,+tgA2[0037]上武中 = A10+Δ A1, A2 = A20+ Δ A2 ；E1 = Δ E1, E2 = ΔΕ2。其中A10為瞄準(zhǔn)好時(shí)，第一臺(tái)CXD視軸與靶心的方位夾角；A20為瞄準(zhǔn)好時(shí)，第二臺(tái)CXD視軸與靶心的方位夾角。A10, A20 二值可通過設(shè)計(jì)、加工和裝調(diào)保證；AA1, AE1分別為未瞄準(zhǔn)時(shí)第一臺(tái)CXD測(cè)得靶心偏離的方位角和高低角；Δ A2, Δ E2分別為未瞄準(zhǔn)時(shí)第二臺(tái)CXD測(cè)得靶心偏離的方位角和高低角。AA1^AE1, Δ Α2、ΔE2這些角度可通過圖像所對(duì)應(yīng)的C⑶靶面上的掃描行數(shù)(Ζ值) 和掃描列數(shù)(X值)經(jīng)過弧秒空間轉(zhuǎn)換角的轉(zhuǎn)換求得，其近似計(jì)算公式為
權(quán)利要求1.高精度診斷設(shè)備瞄準(zhǔn)裝置，其特征在于包括經(jīng)瞄準(zhǔn)節(jié)固定安裝于診斷設(shè)備前端面的兩組CXD攝像裝置、與CXD攝像裝置電連接的計(jì)算機(jī)處理模塊和由計(jì)算機(jī)處理模塊控制用以調(diào)整診斷設(shè)備指向的伺服拖動(dòng)系統(tǒng)；所述兩組CCD攝像裝置以診斷設(shè)備前端面的中心軸對(duì)稱設(shè)置，CCD攝像裝置由攝遠(yuǎn)光學(xué)鏡頭和CCD攝像機(jī)組成，兩組攝遠(yuǎn)光學(xué)鏡頭以交匯測(cè)量方式指向靶點(diǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度診斷設(shè)備瞄準(zhǔn)裝置，其特征在于所述攝遠(yuǎn)光學(xué)鏡頭和CXD攝像機(jī)真空密封固定為一個(gè)整體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高精度診斷設(shè)備瞄準(zhǔn)裝置，其特征在于所述攝遠(yuǎn)光學(xué)鏡頭放大率為1 1，物像距為250mm，物面離攝遠(yuǎn)光學(xué)鏡頭最前端距離190mm。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種高精度診斷設(shè)備瞄準(zhǔn)裝置，以解決傳統(tǒng)瞄準(zhǔn)裝置復(fù)雜、空間受限以及瞄準(zhǔn)精度不高的問題。該瞄準(zhǔn)裝置包括經(jīng)瞄準(zhǔn)節(jié)固定安裝于診斷設(shè)備前端面的兩組CCD攝像裝置、與CCD攝像裝置電連接的計(jì)算機(jī)處理模塊和由計(jì)算機(jī)處理模塊控制用以調(diào)整診斷設(shè)備指向的伺服拖動(dòng)系統(tǒng)；所述兩組CCD攝像裝置以診斷設(shè)備前端面的中心軸對(duì)稱設(shè)置，CCD攝像裝置由攝遠(yuǎn)光學(xué)鏡頭和CCD攝像機(jī)組成，兩組攝遠(yuǎn)光學(xué)鏡頭以交匯測(cè)量方式指向靶點(diǎn)。本實(shí)用新型精度瞄準(zhǔn)高，可達(dá)到5um～10um的瞄準(zhǔn)精度；系統(tǒng)本身就能夠判斷是否瞄準(zhǔn)，不需要靶場監(jiān)視系統(tǒng)觀察瞄準(zhǔn)靶點(diǎn)的瞄準(zhǔn)情況，應(yīng)用方便。
文檔編號(hào)A61B19/00GK202027592SQ20112001116
公開日2011年11月9日 申請(qǐng)日期2011年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月14日
發(fā)明者何俊華, 張敏, 王維, 謝正茂, 閆亞東, 韋明智 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所