專利名稱：基于掃描振鏡的光電成像跟蹤系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種跟蹤系統(tǒng)，特別是一種基于掃描振鏡的光電成像跟蹤系統(tǒng)。主要應(yīng)用于目標(biāo)探測(cè)、捕獲、跟蹤等領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)背景下弱目標(biāo)信號(hào)的捕獲、跟蹤以及精確定位技術(shù)。
背景技術(shù)：
關(guān)于目標(biāo)的探測(cè)和跟蹤課題，一直以來都是國(guó)內(nèi)外研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)，很多學(xué)者和工程技術(shù)人員也一直致力于發(fā)展更加精確、高速的目標(biāo)跟蹤系統(tǒng)。
對(duì)目標(biāo)的探測(cè)、跟蹤，按跟蹤的方式主要分為兩大類，一類是僅利用目標(biāo)的輻射強(qiáng)度作為跟蹤信息的主動(dòng)探測(cè)設(shè)備(比如雷達(dá))，另一類就是利用光電轉(zhuǎn)換器件(如CCD)進(jìn)行目標(biāo)光電成像的跟蹤系統(tǒng)，它集合圖像處理、自動(dòng)控制及信息科學(xué)有機(jī)結(jié)合和交叉的技術(shù)，利用圖像視覺信息進(jìn)行目標(biāo)跟蹤，可利用的信息量非常豐富；光電成像跟蹤系統(tǒng)相對(duì)非成像跟蹤系統(tǒng)具有很明顯的優(yōu)越性，主要表現(xiàn)在(1)屬被動(dòng)式設(shè)備探測(cè)裝置，電視和紅外成像跟蹤采用無源工作方式，通過探測(cè)器成像來獲取景物信息，不會(huì)受到電子干擾。而絕大多數(shù)雷達(dá)屬主動(dòng)探測(cè)設(shè)備，容易遭到電子干擾，事實(shí)證明要保持絕對(duì)“電子寂靜”，唯一可選的是象光電成像跟蹤系統(tǒng)這樣的被動(dòng)式探測(cè)裝置。
(2)可全方位探測(cè)，跟蹤精度高。電視和紅外探測(cè)不受探測(cè)角度限制，不象雷達(dá)探測(cè)存在死角，對(duì)于低高度角的目標(biāo)跟蹤非常有效。
(3)圖像直觀可見，分辨率高。
(4)紅外探測(cè)器和微光電視的運(yùn)用使成像跟蹤系統(tǒng)可全天候工作。
(5)相對(duì)于微波雷達(dá)等非成像跟蹤設(shè)備，電視和紅外成像跟蹤器性價(jià)比較高。
目前的大部分光電成像跟蹤系統(tǒng)(其光路原理如圖1所示)的后續(xù)跟蹤算法采用質(zhì)心跟蹤或形心跟蹤算法，需要對(duì)所采集的圖像進(jìn)行圖像分割以去掉背景提取出目標(biāo)信號(hào)，再對(duì)單純的目標(biāo)信號(hào)圖像進(jìn)行質(zhì)心計(jì)算或形心計(jì)算，輸出目標(biāo)的準(zhǔn)確方位信息。但是，在強(qiáng)背景且背景不均勻條件下(比如白天工作)，目標(biāo)信號(hào)能量相對(duì)于背景信號(hào)能量很小時(shí)，再采用傳統(tǒng)的圖像分割算法將很難合理的分割出目標(biāo)信號(hào)的圖像，也就很難再得到合理、準(zhǔn)確的目標(biāo)質(zhì)心或形心位置，因此將很容易出現(xiàn)目標(biāo)檢測(cè)上的困難和跟蹤上的丟失目標(biāo)等問題。
目前大部分的光電成像跟蹤系統(tǒng)在強(qiáng)背景(或白天工作)都存在一個(gè)如何合理、快捷的消除強(qiáng)背景影響的問題；并且，對(duì)于大視場(chǎng)(在分的量級(jí)上)光電跟蹤設(shè)備而言，光學(xué)系統(tǒng)的漸暈效應(yīng)影響較大，將會(huì)導(dǎo)致背景信號(hào)在成像靶面上中心強(qiáng)邊緣弱的不均勻性，而傳統(tǒng)的單一閾值圖像分割算法對(duì)不均勻背景的處理效果卻極其有限。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)解決問題克服的傳統(tǒng)的光電成像跟蹤系統(tǒng)不能在強(qiáng)背景、背景不均勻條件下正常工作取得良好跟蹤效果的缺點(diǎn)，提供一種具備強(qiáng)背景、背景不均勻條件下目標(biāo)光電成像探測(cè)、跟蹤能力的光電跟蹤系統(tǒng)基于掃描振鏡的光電成像跟蹤系統(tǒng)，它能夠在強(qiáng)背景、背景不均勻(比如白天工作)條件下，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)信號(hào)的探測(cè)和穩(wěn)定跟蹤，大幅提高目前光電成像跟蹤系統(tǒng)的工作效率。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案基于掃描振鏡的光電成像跟蹤系統(tǒng)主要包括望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)、光路縮束系統(tǒng)、掃描振鏡及其信號(hào)發(fā)生器、光電探測(cè)器CCD、耠合透鏡和數(shù)據(jù)處理機(jī)，其特點(diǎn)在于在所述的光路縮束系統(tǒng)的入瞳匹配透鏡和出瞳匹配透鏡之間、縮束焦點(diǎn)之前設(shè)置一個(gè)可以高速切換并按時(shí)產(chǎn)生一定視場(chǎng)偏轉(zhuǎn)角θ(偏轉(zhuǎn)角的θ大小需要根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)參數(shù)確定，對(duì)目前常用的光電成像跟蹤系統(tǒng)其典型值一般在2°到4°)的掃描振鏡。通過高速光學(xué)掃描振鏡在不同工作狀態(tài)間的高速切換和隨后的圖像處理工作來實(shí)現(xiàn)對(duì)強(qiáng)背景、非均勻背景的消除功能。
本發(fā)明的原理在強(qiáng)背景或背景不均勻條件下，進(jìn)入光電成像跟蹤系統(tǒng)的光信號(hào)包括強(qiáng)的背景光和弱的目標(biāo)光，利用它們之間最本質(zhì)的區(qū)別“視場(chǎng)差異很大”來完成消除天光背景影響的功能。一般來說，常用光電成像跟蹤系統(tǒng)能夠探測(cè)和跟蹤目標(biāo)的視場(chǎng)FOV1(field of view)很小，大約在8′(1°＝60′)左右，但是嚴(yán)重影響目標(biāo)跟蹤探測(cè)的背景信號(hào)的視場(chǎng)FOV2卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于目標(biāo)光視場(chǎng)，一般背景信號(hào)來源于大氣中無限擴(kuò)展的天光、大氣散射、氣溶膠散射等，其視場(chǎng)不如目標(biāo)信號(hào)視場(chǎng)那樣集中，同時(shí)，背景信號(hào)變化的頻率也不如目標(biāo)信號(hào)變化的頻率高。因此，本發(fā)明根據(jù)目標(biāo)信號(hào)和背景信號(hào)“視場(chǎng)和變化頻率相差巨大”的特點(diǎn)，以“視場(chǎng)偏移”為基本工作原理，提出“基于掃描振鏡的光電成像跟蹤系統(tǒng)”。
其原理如光路圖2所示，從望遠(yuǎn)鏡接收到的總信號(hào)(包括目標(biāo)信號(hào)和強(qiáng)背景信號(hào))經(jīng)過一系列光反射鏡改變光路方向后進(jìn)入光路縮束系統(tǒng)。高速光學(xué)掃描振鏡將按照信號(hào)發(fā)生器輸入的信號(hào)工作，在狀態(tài)1時(shí)振鏡不產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，使目標(biāo)光和背景光同時(shí)經(jīng)過視場(chǎng)光闌在CCD上成像，從而CCD采集到一幀信號(hào)加背景的圖像；然后掃描振鏡在輸入信號(hào)的驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行高速偏轉(zhuǎn)，此為狀態(tài)2；然后偏轉(zhuǎn)完成后進(jìn)入狀態(tài)3，產(chǎn)生了一個(gè)指定的視場(chǎng)偏轉(zhuǎn)角度，利用目標(biāo)光和背景光的視場(chǎng)差異，使目標(biāo)光偏出視場(chǎng)光闌的限制范圍，只讓背景光順利通過視場(chǎng)光闌在CCD上成像，從而CCD采集到一幀純背景信號(hào)，利用前一幀圖像減去后一幀圖像即可完成背景光的消除功能。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比有如下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明使傳統(tǒng)的光電成像跟蹤系統(tǒng)無法在強(qiáng)背景非均勻背景條件下穩(wěn)定工作的狀況得到改善，使現(xiàn)在的光電成像跟蹤系統(tǒng)的工作效率得到大幅度的提高。另外，本發(fā)明提出的設(shè)備結(jié)構(gòu)在制作上很多可以沿用傳統(tǒng)的技術(shù)，不需要過多額外的技術(shù)成本，方便實(shí)用。


圖1為傳統(tǒng)光電成像跟蹤系統(tǒng)光路結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的光路結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明的光路、器件分解結(jié)構(gòu)說明示意圖；圖4為本發(fā)明提出的高頻掃描振鏡的理想工作時(shí)輸入函數(shù)波形；圖5為本發(fā)明提出的高頻掃描振鏡的實(shí)際工作時(shí)輸入函數(shù)波形；圖6為本發(fā)明仿真的目標(biāo)和背景混合信號(hào)圖像；圖7為本發(fā)明仿真的背景信號(hào)圖像；圖8為本發(fā)明仿真進(jìn)行視場(chǎng)偏移處理后得到的信號(hào)圖像。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，傳統(tǒng)的光電成像跟蹤系統(tǒng)主要包括望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)、光路縮束系統(tǒng)、面陣光電探測(cè)器CCD和數(shù)據(jù)處理機(jī)等主要部分組成，它利用CCD對(duì)入射的目標(biāo)光在光敏面上能量的分布情況進(jìn)行質(zhì)心位置計(jì)算；CCD主要是根據(jù)下面的公式(1)計(jì)算光斑的位置(xi，yi)，探測(cè)目標(biāo)的位置信息xi=Σm=1MΣn=1NxnmInmΣm=1MΣn=1NInm,yi=Σm=1MΣn=1NynmInmΣm=1MΣn=1NInm---(1)]]>式中，m＝1～M，n＝1～N為子孔徑映射到CCD11光敏靶面上對(duì)應(yīng)的像素區(qū)域，Inm是CCD光敏靶面上第(n，m)個(gè)像素接收到的信號(hào)，xnm，ynm分別為第(n，m)個(gè)像素的x坐標(biāo)和y坐標(biāo)。
然而，在實(shí)際的工程系統(tǒng)中，由于系統(tǒng)誤差尤其是CCD光電探測(cè)器自身不可避免的噪聲帶來誤差的原因，CCD所探測(cè)到的Inm實(shí)際上并不全是目標(biāo)信號(hào)的能量，還包括背景雜光和CCD器件的暗電平等噪聲能量，即有Inm＝Snm+Bnm(2)
其中Snm為光敏靶面上第(n，m)個(gè)像素接收到的信號(hào)能量，Bnm為光敏靶面上第(n，m)個(gè)像素接收到的背景噪聲能量；因此有xi=Σm=1MΣn=1NxnmSnm+Σm=1MΣn=1NxnmBnmΣm=1MΣn=1NSnm+Σm=1MΣn=1NBnm=sbr1+sbrxS+11+sbrxB]]>(3)yi=Σm=1MΣn=1NynmSnm+Σm=1MΣn=1NynmBnmΣm=1MΣn=1NSnm+Σm=1MΣn=1NBnm=sbr1+sbryS+11+sbryB]]>上述(3)式中的sbr定義為信號(hào)光能量和非信號(hào)光能量(包括雜光背景和CCD器件電平和讀出噪聲等背景能量的總和)的比值；從上述(3)式可以很明顯的看出，實(shí)際CCD所探測(cè)到的質(zhì)心位置是有效目標(biāo)信號(hào)質(zhì)心與背景(包括雜光背景和CCD器件電平和讀出噪聲等總背景)質(zhì)心的加權(quán)平均值，權(quán)重由目標(biāo)信號(hào)光與背景能量之比sbr決定，這就決定了傳統(tǒng)光電成像跟蹤系統(tǒng)存在的原理性約束sbr不能太小或背景能量不能太大，如果sbr太小背景能量太大，則由(4)式計(jì)算得到的質(zhì)心位置必然不再準(zhǔn)確，因此，傳統(tǒng)光電成像跟蹤系統(tǒng)必然不再具備對(duì)強(qiáng)背景下弱目標(biāo)信號(hào)進(jìn)行精確探測(cè)、跟蹤的能力。
如圖2所示，本發(fā)明主要包括望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)、光路縮束系統(tǒng)、掃描振鏡7及其信號(hào)發(fā)生器12、光電探測(cè)器CCD11、耠合透鏡10和數(shù)據(jù)處理機(jī)13組成，其中光路縮束系統(tǒng)由入瞳匹配透鏡6和、視場(chǎng)光闌8和出瞳匹配透鏡9組成，望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)包括主鏡1、次鏡2和反射鏡3、4、5，主要完成對(duì)目標(biāo)信號(hào)的收集并通過次鏡縮束后輸出和反射。在光路縮束系統(tǒng)中兩匹配透鏡中心焦點(diǎn)前放置一個(gè)可以按時(shí)序高速偏轉(zhuǎn)并產(chǎn)生一個(gè)制定視場(chǎng)偏轉(zhuǎn)角θ的光學(xué)掃描振鏡。掃描振鏡有三個(gè)比較明顯的工作狀態(tài)。狀態(tài)1為掃描振鏡7處于某一靜止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)光路正常對(duì)準(zhǔn)，信號(hào)光順利經(jīng)過掃描振鏡7的反射后經(jīng)過視場(chǎng)光闌8再經(jīng)出瞳匹配透鏡9和耦合物鏡10后進(jìn)入探測(cè)器11，同時(shí)，背景光也進(jìn)入CCD探測(cè)器11，CCD探測(cè)器11處于工作狀態(tài)；狀態(tài)2為掃描振鏡2處于高速掃描運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，此時(shí)CCD機(jī)械快門關(guān)閉，不接收信號(hào)；狀態(tài)3為掃描振鏡2處于另一靜止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)光路因?yàn)橛辛藪呙枵耒R的一個(gè)小角度θ的偏移，而使得小視場(chǎng)的目標(biāo)光不能透過視場(chǎng)光闌8(視場(chǎng)光闌8的中心通光孔徑大小需要根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)參數(shù)確定，其典型值一般在1-2mm)從而不在CCD探測(cè)器11上成像，但是背景光視場(chǎng)足夠大而不受視場(chǎng)光闌8影響，照常成像在CCD探測(cè)器11上，CCD探測(cè)器11處于工作狀態(tài)。上述高頻掃描振鏡7的三個(gè)工作狀態(tài)的控制完全通過信號(hào)發(fā)生器給它輸入波形的控制來完成；圖4是所需要理想的掃描振鏡7的工作波形，即為方波信號(hào)工作模式，然而，實(shí)際上，掃描振鏡在從一個(gè)狀態(tài)1到狀態(tài)3是需要時(shí)間的，即它不可能完全的立即產(chǎn)生一個(gè)偏角而到達(dá)狀態(tài)3，因此，圖5是實(shí)際需要輸入的工作波形。顯然0-t1為狀態(tài)1，t1-t12為狀態(tài)2，t12-t2為狀態(tài)3。
因此，在本發(fā)明中，為了盡量減小系統(tǒng)誤差的影響，對(duì)掃描振鏡的性能要求比較高，即掃描振鏡7按照所要求的波形工作，這對(duì)最終視場(chǎng)偏移減背景處理后的效果有很重要的意義。
如圖3所示，本發(fā)明的主要功能是在強(qiáng)天光(擴(kuò)展背景)下進(jìn)行弱目標(biāo)信號(hào)的目標(biāo)檢測(cè)和跟蹤，它的具體工作步驟如下首先，弱目標(biāo)信號(hào)和強(qiáng)擴(kuò)展天光背景信號(hào)的混合信號(hào)一起進(jìn)入本發(fā)明結(jié)構(gòu)中的第一個(gè)部件望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)，通過一系列光學(xué)元器件的反射、縮束后進(jìn)入組合光路縮束系統(tǒng)之入瞳匹配透鏡6；其次，在入瞳匹配透鏡6接收到入射總信號(hào)(包括目標(biāo)信號(hào)和強(qiáng)背景信號(hào))后，如果按照傳統(tǒng)的光電成像跟蹤系統(tǒng)，入射總信號(hào)將依次通過如圖3所示的視場(chǎng)光闌8和出瞳匹配透鏡9并最后被耦合透鏡10耦合后進(jìn)入面陣光電探測(cè)器CD11進(jìn)行位置探測(cè)，這樣情況下，如果有強(qiáng)背景并且背景還帶有一定程度的非均勻性的影響，根據(jù)本發(fā)明具體實(shí)施方式
中3式的推導(dǎo)結(jié)果，將不能合理、精確的得到目標(biāo)位置，因此本發(fā)明提出在光路的中心縮束焦點(diǎn)之前放置一個(gè)可以按時(shí)序高速偏轉(zhuǎn)的掃描振鏡7，在狀態(tài)1時(shí)，探測(cè)器11處于工作狀態(tài)，同時(shí)采集得到一幀目標(biāo)和背景的混合信號(hào)(如仿真圖6所示)，然后，根據(jù)信號(hào)發(fā)生器輸入的工作波形，控制掃描振鏡7在狀態(tài)1結(jié)束后馬上進(jìn)入狀態(tài)2，立即以很高的工作頻率(此工作頻率要依據(jù)實(shí)際系統(tǒng)的需要而定，典型值一般在1KHZ左右)在很短的時(shí)間(一般在1ms左右)內(nèi)做橫向(或縱向，依據(jù)實(shí)際工作光路而言)掃描，逐漸的產(chǎn)生一個(gè)偏角θ，在狀態(tài)2中，CCD探測(cè)器11處于關(guān)閉狀態(tài)，即CCD探測(cè)器11不進(jìn)行任何圖像采集工作，這樣直到狀態(tài)2結(jié)束。在狀態(tài)2結(jié)束后，掃描振鏡7進(jìn)入狀態(tài)3，即掃描振鏡7此時(shí)處于靜止?fàn)顟B(tài)，相對(duì)狀態(tài)1有一個(gè)已知的偏轉(zhuǎn)角度θ，這時(shí)，由于掃描振鏡7有了一個(gè)很小的偏角θ，目標(biāo)光視場(chǎng)FOV1一般很小，并且滿足FOV1＜θ的條件下，目標(biāo)光將被視場(chǎng)光闌8的視場(chǎng)光闌被擋住，而不能進(jìn)入出瞳匹配透鏡9，因此也就不能在CCD探測(cè)器11的光敏面上成像；但是，背景光視場(chǎng)FOV2＞＞FOV1，因此，背景光將幾乎不受視場(chǎng)偏移角度θ的影響，而照常順利的經(jīng)過出瞳匹配透鏡9，接著進(jìn)入耦合物鏡10，然后進(jìn)入CCD探測(cè)器11的光敏面；同時(shí)，CCD探測(cè)器11也進(jìn)入工作狀態(tài)，并開始在狀態(tài)3的時(shí)間之內(nèi)采集圖像。如圖7所示，為采集到的沒有了目標(biāo)光的圖像，這樣，CCD探測(cè)器11就完成了背景圖像的采集工作。綜合所述，即是在系統(tǒng)不同的工作狀態(tài)，通過7的高速按時(shí)序的偏轉(zhuǎn)，依次使信號(hào)背景混個(gè)信號(hào)和純背景信號(hào)在面陣光電探測(cè)器CCDF11上成像。
最后，在前兩步工作的基礎(chǔ)上，在探測(cè)器11上依次得到了目標(biāo)、背景的混合信號(hào)的成像圖和單純背景信號(hào)的成像圖，對(duì)這兩幅圖像做一個(gè)對(duì)應(yīng)像素相減的圖像處理，即可得到消除了背景影響的單純信號(hào)圖像如圖8所示，從圖8和圖6的對(duì)比可以看出，本發(fā)明基本上完成了從強(qiáng)背景下提取出弱目標(biāo)信號(hào)的功能，得到了比較清晰的信號(hào)圖像如圖8所示；根據(jù)圖8得到的信號(hào)圖像，利用前述具體實(shí)施方式
中公式(1)的推導(dǎo)，可以很順利的通過質(zhì)心算法(或形心算法)計(jì)算得到成像靶面上目標(biāo)信號(hào)的具體位置信息。
根據(jù)在像面上得到的目標(biāo)信號(hào)的位置信息，再聯(lián)合望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)所對(duì)天區(qū)的方位信息，則可以很簡(jiǎn)單的得到目標(biāo)在實(shí)際天區(qū)中的具體方位信息，根據(jù)當(dāng)前的具體方位信息判斷目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)方向再驅(qū)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)繼續(xù)對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)的方向，即完成對(duì)目標(biāo)的檢測(cè)、跟蹤任務(wù)。
權(quán)利要求
1.基于掃描振鏡的光電成像跟蹤系統(tǒng)，包括望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)、光路縮束系統(tǒng)、面陣光電探測(cè)器CCD、耠合透鏡和數(shù)據(jù)處理機(jī)，其特征在于在所述的光路縮束系統(tǒng)的入瞳匹配透鏡和出瞳匹配透鏡之間、縮束焦點(diǎn)之前設(shè)置一個(gè)高速切換并按時(shí)產(chǎn)生視場(chǎng)偏轉(zhuǎn)角的掃描振鏡和控制掃描振鏡工作的信號(hào)發(fā)生器，當(dāng)掃描振鏡將按照信號(hào)發(fā)生器輸入的信號(hào)工作不產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)時(shí)，此時(shí)目標(biāo)光和背景光同時(shí)經(jīng)過視場(chǎng)光闌在CCD上成像，從而CCD采集到一幀信號(hào)加背景的圖像；然后掃描振鏡在信號(hào)發(fā)生器輸入信號(hào)的驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行高速偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)完成后掃描振鏡進(jìn)入產(chǎn)生了視場(chǎng)偏轉(zhuǎn)角狀態(tài)，利用目標(biāo)光和背景光的視場(chǎng)差異，使目標(biāo)光偏出視場(chǎng)光闌的限制范圍，只讓背景光通過視場(chǎng)光闌在CCD上成像，從而CCD采集到一幀純背景信號(hào)，利用前一幀圖像減去后一幀圖像即可完成背景光的消除功能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于掃描振鏡的光電成像跟蹤系統(tǒng)，其特征在于所述的掃描振鏡的工作頻率和工作方式均由信號(hào)發(fā)生器的函數(shù)波形來決定，它有三個(gè)不同的工作狀態(tài)，狀態(tài)1為掃描振鏡處于某一靜止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)光路正常對(duì)準(zhǔn)，信號(hào)光順利經(jīng)過振鏡的反射后經(jīng)過視場(chǎng)光闌和微透鏡陣列后進(jìn)入CCD，同時(shí)，背景光也進(jìn)入CCD，CCD處于工作狀態(tài)；狀態(tài)2為掃描振鏡處于高速掃描運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，此時(shí)CCD機(jī)械快門關(guān)閉，不接收信號(hào)；狀態(tài)3為掃描振鏡處于另一靜止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)光路因?yàn)橛辛藪呙枵耒R的一個(gè)偏轉(zhuǎn)角θ，而使得小視場(chǎng)的目標(biāo)光不能透過視場(chǎng)光闌從而不能在CCD上成像，但是背景光視場(chǎng)足夠大而不受視場(chǎng)光闌影響，照常成像在CCD上，CCD處于工作狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于掃描振鏡的光電成像跟蹤系統(tǒng)，其特征在于所述的掃描振鏡的視場(chǎng)偏轉(zhuǎn)角θ為2°～4°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于掃描振鏡的光電成像跟蹤系統(tǒng)，其特征在于所述的視場(chǎng)光闌為具有厚度、中心有精密通光圓孔的高精密視場(chǎng)光闌，并且兩視場(chǎng)光闌結(jié)構(gòu)相同。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于掃描振鏡的光電成像跟蹤系統(tǒng)，其特征在于所述的中心通光孔徑精密程度相等，厚度為0.8～1.2mm，中心通光圓孔的直徑為1-2mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于掃描振鏡的光電成像跟蹤系統(tǒng)，其特征在于所述的探測(cè)器為面陣光電探測(cè)器CCD。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于掃描振鏡的光電成像跟蹤系統(tǒng)，其特征在于所述的望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)包括主鏡、次鏡和反射鏡，主要完成對(duì)目標(biāo)信號(hào)的收集并通過次鏡縮束再反射后輸出。
全文摘要
基于掃描振鏡的光電成像跟蹤系統(tǒng)，主要包括望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)、光路縮束系統(tǒng)、掃描振鏡及其信號(hào)發(fā)生器、CCD面陣探測(cè)器、耠合透鏡和數(shù)據(jù)處理機(jī)等主要組成部分，其特點(diǎn)在于在所述的光路縮束系統(tǒng)的入瞳匹配透鏡和出瞳匹配透鏡之間、縮束焦點(diǎn)之前設(shè)置一個(gè)高速光學(xué)掃描振鏡。本發(fā)明使目前的光電成像跟蹤系統(tǒng)具備在白天強(qiáng)背景下對(duì)弱目標(biāo)信號(hào)進(jìn)行目標(biāo)探測(cè)、跟蹤的能力，大幅提高跟蹤系統(tǒng)的工作效率。
文檔編號(hào)G01S17/00GK1815258SQ200610011460
公開日2006年8月9日 申請(qǐng)日期2006年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月9日
發(fā)明者李超宏, 鮮浩, 饒長(zhǎng)輝 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院光電技術(shù)研究所