專利名稱：一種外場環(huán)境下激光與可見光兩光軸瞄準(zhǔn)偏差測試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及光學(xué)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及瞄準(zhǔn)偏差測試裝置技術(shù)領(lǐng)域，特別
是一種外場環(huán)境下激光與可見光兩光軸瞄準(zhǔn)偏差測試裝置。
技術(shù)背景 激光和可見光在精密測試系統(tǒng)能否保證準(zhǔn)確地瞄準(zhǔn)目標(biāo)，關(guān)鍵在于系統(tǒng)兩波段光 軸的瞄準(zhǔn)一致性，若瞄準(zhǔn)一致性偏差大，測試誤差就會變大。現(xiàn)有的光電瞄準(zhǔn)設(shè)備以及精密 測試裝置中的兩光軸系統(tǒng)，在實(shí)驗(yàn)室精密裝調(diào)后，可保證其基本處于平行。在國內(nèi)光電瞄準(zhǔn) 設(shè)備以及精密測試裝置大多是在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)利用反射式二米平行光管對兩光軸進(jìn)行校準(zhǔn)和 領(lǐng)lj試。 由于被測設(shè)備的實(shí)際工作均在外場環(huán)境下進(jìn)行，因此直接影響被測設(shè)備的工作精 度 (1)在外場使用時，由于環(huán)境溫度的變化和機(jī)體或車體振動等引起瞄準(zhǔn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 參數(shù)發(fā)生變化，即引起結(jié)構(gòu)失調(diào)。其實(shí)際指向會嚴(yán)重偏離原始位置，引起多光軸漂移和不平 行，有時不平行誤差達(dá)到10'，導(dǎo)致裝置的測試性能變差，命中率低。目前在外場條件下，還 沒有很好的手段解決多光軸瞄準(zhǔn)偏差測試及校準(zhǔn)問題。 (2)在遠(yuǎn)距離瞄準(zhǔn)中，大氣溫度、氣壓、能見度、濕度及氣溶膠等都會引起大氣折射 率發(fā)生變化，并使光傳播路徑改變，導(dǎo)致光軸和目標(biāo)成像位置發(fā)生漂移，形成瞄準(zhǔn)偏差，從 而影響瞄準(zhǔn)光軸的實(shí)際指向。 基于上述的原因，在科研和生產(chǎn)以及使用維護(hù)都需要光軸校準(zhǔn)和瞄準(zhǔn)參數(shù)測量設(shè) 備，以提高光電瞄準(zhǔn)設(shè)備以及精密測試裝置的瞄準(zhǔn)精度。但目前還沒有在外場環(huán)境下可以 進(jìn)行光軸校準(zhǔn)和瞄準(zhǔn)參數(shù)測量設(shè)備，因此現(xiàn)有的光電瞄準(zhǔn)設(shè)備以及精密測試裝置難以在外 場環(huán)境下保證其工作精度。目前可見光軸與激光光軸平行性的測試方法很多，但絕大多數(shù) 都是基于實(shí)驗(yàn)室的平行光管法，用平行光管模擬遠(yuǎn)距離目標(biāo)與外場環(huán)境下的遠(yuǎn)距離有較大 偏差，而專用野外測量儀器或裝備均沒有考慮大氣環(huán)境因素對兩光軸的影響，且這些方法 存在著針對性強(qiáng)，受主觀因素影響大，精度不高等特點(diǎn)，故很難適應(yīng)測量的需要，目前在國 內(nèi)還未見考慮大氣環(huán)境因素外場動態(tài)的校準(zhǔn)與測試系統(tǒng)。現(xiàn)有技術(shù)存在的問題是在外場 環(huán)境下，光電瞄準(zhǔn)設(shè)備以及精密測試裝置工作精度差，而且沒有考慮大氣環(huán)境因素對激光 與可見光兩光軸的影響
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型要提供一種外場環(huán)境下激光與可見光兩光軸瞄準(zhǔn)偏差測試裝置，以克 服現(xiàn)有技術(shù)存在的在外場環(huán)境下，光電瞄準(zhǔn)設(shè)備以及精密測試裝置工作精度差的問題。 為克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種外場環(huán)境下激光與 可見光兩光軸瞄準(zhǔn)偏差測試裝置，包括發(fā)射機(jī)構(gòu)、調(diào)整機(jī)構(gòu)和接收組件，其特殊之處在于 所述發(fā)射機(jī)構(gòu)包括設(shè)置于調(diào)整機(jī)構(gòu)上的第一觀瞄鏡和激光器，調(diào)整機(jī)構(gòu)分別包括設(shè)置于光
3學(xué)平臺上的激光器調(diào)整機(jī)構(gòu)、第一觀瞄鏡調(diào)整機(jī)構(gòu)、第二觀瞄鏡調(diào)整機(jī)構(gòu)和激光接收物鏡 調(diào)整機(jī)構(gòu)；所述的接收組件包括第二觀瞄鏡、激光接收光學(xué)系統(tǒng)和CCD，所述第二觀瞄鏡設(shè) 置于第二觀瞄鏡調(diào)整機(jī)構(gòu)上，激光接收光學(xué)系統(tǒng)由濾光片、物鏡第一透鏡、物鏡第二透鏡、 物鏡第三透鏡、物鏡第一反射鏡和物鏡第二反射鏡組成，第一觀瞄鏡光軸與激光器光軸等 高，第二觀瞄鏡光軸和激光接收物鏡光軸等高，CCD置于激光接收光學(xué)系統(tǒng)的成像面上，且 其中心與激光接收光學(xué)系統(tǒng)的光軸同心等高。 在外場環(huán)境下，瞄準(zhǔn)精度得到大幅提高，可達(dá)到0. 3mrad ;外場環(huán)境下的作用距離 遠(yuǎn)，可達(dá)到1 3km。

圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是激光接收系統(tǒng)光學(xué)結(jié)構(gòu)示意圖。 附圖標(biāo)記說明如下 1-激光器，2_第一觀瞄鏡，3_激光接收物鏡，4_光學(xué)平臺，5_激光器調(diào)整機(jī)構(gòu)， 6-第一觀瞄鏡調(diào)整機(jī)構(gòu)，7-第二觀瞄鏡調(diào)整機(jī)構(gòu)，8-激光接收物鏡調(diào)整機(jī)構(gòu)，9-第二觀瞄 鏡，10-光學(xué)平臺支架，11-靶標(biāo)，12-濾光片，13-物鏡第一透鏡，14-物鏡第二透鏡，15-物 鏡第三透鏡，16-第一反射鏡，17-第二反射鏡，18-CCD。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型做詳細(xì)說明。 參見圖1 2， 一種外場環(huán)境下激光與可見光兩光軸瞄準(zhǔn)偏差測試裝置，包括發(fā)射 機(jī)構(gòu)、調(diào)整機(jī)構(gòu)和接收組件，所述發(fā)射機(jī)構(gòu)包括設(shè)置于調(diào)整機(jī)構(gòu)上的第一觀瞄鏡2和激光 器l，調(diào)整機(jī)構(gòu)分別包括設(shè)置于光學(xué)平臺4上的激光器調(diào)整機(jī)構(gòu)5、第一觀瞄鏡調(diào)整機(jī)構(gòu)6、 第二觀瞄鏡調(diào)整機(jī)構(gòu)7和激光接收物鏡調(diào)整機(jī)構(gòu)8 ;所述的接收組件包括第二觀瞄鏡9、激 光接收光學(xué)系統(tǒng)和CCD18，所述第二觀瞄鏡9設(shè)置于第二觀瞄鏡調(diào)整機(jī)構(gòu)7上，激光接收光 學(xué)系統(tǒng)由濾光片12、物鏡第一透鏡13、物鏡第二透鏡14、物鏡第三透鏡15、物鏡第一反射鏡 16和物鏡第二反射鏡17組成，激光接收光學(xué)系統(tǒng)視場為1° ，有效口徑為①120mm，光學(xué)總 長為613mm，焦距為1000mm滯一觀瞄鏡2光軸與激光器1光軸等高，兩者相距150mm滯二 觀瞄鏡9光軸和激光接收物鏡3光軸等高，兩者相距150mm ;CCD18置于激光接收光學(xué)系統(tǒng) 的成像面上，且其中心與激光接收光學(xué)系統(tǒng)的光軸同心等高。 激光器調(diào)整機(jī)構(gòu)5和激光接收物鏡調(diào)整機(jī)構(gòu)8分別由電控平移臺、電控旋轉(zhuǎn)臺、電 控傾斜臺3個調(diào)節(jié)臺組成；第一觀瞄鏡調(diào)整機(jī)構(gòu)6和第二觀瞄鏡調(diào)整機(jī)構(gòu)7分別調(diào)整第一 觀瞄鏡2和第二觀瞄鏡9的方位，第一觀瞄鏡調(diào)整機(jī)構(gòu)6和第二觀瞄鏡調(diào)整機(jī)構(gòu)7分別由 平移臺、升降臺、旋轉(zhuǎn)臺、角位移臺組成。上述結(jié)構(gòu)均為常見的公知結(jié)構(gòu)，因此本實(shí)用新型不 對此進(jìn)行詳細(xì)描述。 本實(shí)用新型的工作原理是在外場環(huán)境下，激光傳輸受大氣影響，會產(chǎn)生漂移與擴(kuò) 展，使得實(shí)際指向相對于靶標(biāo)發(fā)生偏離，直接影響光電瞄準(zhǔn)系統(tǒng)中兩光軸的實(shí)際平行性，產(chǎn) 生了瞄準(zhǔn)偏差，本實(shí)用新型采用以可見光為參考建立瞄準(zhǔn)偏差測試系統(tǒng)的基準(zhǔn)光軸，用激 光和可見光兩光軸瞄準(zhǔn)偏差測試裝置，確定在外場環(huán)境下，激光在靶標(biāo)上的光斑分布相對于可見光在靶標(biāo)上中心的偏離，獲得二者的中心偏差數(shù)據(jù)，最終得到兩光軸的實(shí)際瞄準(zhǔn)偏差。 本實(shí)用新型的工作過程 —、校準(zhǔn)用激光器1調(diào)整機(jī)構(gòu)5、第一觀瞄鏡調(diào)整機(jī)構(gòu)6、第二觀瞄鏡調(diào)整機(jī)構(gòu)7 和激光接收物鏡調(diào)整機(jī)構(gòu)8將激光器1、第一觀瞄鏡2、第二觀瞄鏡9與激光接收物鏡的光 軸調(diào)校平行，激光器1的光軸與第一觀瞄鏡2的光軸調(diào)整為平行等高，以便激光器1能迅 速、準(zhǔn)確瞄準(zhǔn)目標(biāo)，第二觀瞄鏡光軸和激光接收物鏡3的光軸平行等高，便于兩光軸精確測 量。將CCD18置于激光接收光學(xué)系統(tǒng)的成像面上，且其中心與激光接收光學(xué)系統(tǒng)的光軸保 持同心等高； 二、發(fā)射激光器1發(fā)射1. 06 ii m的激光，激光在靶標(biāo)11上形成不可見的光斑； 三、接收光斑通過激光接收物鏡3和激光接收光學(xué)系統(tǒng)，激光接收光學(xué)系統(tǒng)將光 斑成像在CCD18的光敏面上同時接收靶標(biāo)11的十字標(biāo)記，并將光信息轉(zhuǎn)換成電信息，以視 頻信號輸出。 之后，可以通過常規(guī)的方式例如；外置的計算機(jī)系統(tǒng)接收到激光接收光學(xué)系統(tǒng) 傳送的信息(該信息是經(jīng)過圖像處理在計算機(jī)顯示屏幕上得到與目靶標(biāo)11上不可見激光 光斑位置相對應(yīng)的視頻可見光斑)，通過函數(shù)計算激光在靶標(biāo)11上的光斑分布相對于可見 光在靶標(biāo)11上中心的偏離，獲得二者的中心偏差數(shù)據(jù)，最終得到兩光軸的實(shí)際瞄準(zhǔn)偏差。
權(quán)利要求一種外場環(huán)境下激光與可見光兩光軸瞄準(zhǔn)偏差測試裝置，包括發(fā)射機(jī)構(gòu)、調(diào)整機(jī)構(gòu)和接收組件，其特征在于所述發(fā)射機(jī)構(gòu)包括設(shè)置于調(diào)整機(jī)構(gòu)上的第一觀瞄鏡(2)和激光器(1)，調(diào)整機(jī)構(gòu)分別包括設(shè)置于光學(xué)平臺(4)上的激光器調(diào)整機(jī)構(gòu)(5)、第一觀瞄鏡調(diào)整機(jī)構(gòu)(6)、第二觀瞄鏡調(diào)整機(jī)構(gòu)(7)和激光接收物鏡調(diào)整機(jī)構(gòu)(8)；所述的接收組件包括第二觀瞄鏡(9)、激光接收光學(xué)系統(tǒng)和CCD(18)，所述第二觀瞄鏡(9)設(shè)置于第二觀瞄鏡調(diào)整機(jī)構(gòu)(7)上，激光接收光學(xué)系統(tǒng)由濾光片(12)、物鏡第一透鏡(13)、物鏡第二透鏡(14)、物鏡第三透鏡(15)、物鏡第一反射鏡(16)和物鏡第二反射鏡(17)組成，第一觀瞄鏡(2)光軸與激光器(1)光軸等高，第二觀瞄鏡(9)光軸和激光接收物鏡(3)光軸等高，CCD(18)置于激光接收光學(xué)系統(tǒng)的成像面上，且其中心與激光接收光學(xué)系統(tǒng)的光軸同心等高。
專利摘要本實(shí)用新型涉及光學(xué)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及瞄準(zhǔn)偏差測試裝置技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種外場環(huán)境下激光與可見光兩光軸瞄準(zhǔn)偏差測試裝置。本實(shí)用新型為克服現(xiàn)有技術(shù)存在的在外場環(huán)境下，光電瞄準(zhǔn)設(shè)備以及精密測試裝置工作精度差的問題，現(xiàn)采用的技術(shù)方案是一種外場環(huán)境下激光與可見光兩光軸瞄準(zhǔn)偏差測試裝置，包括發(fā)射機(jī)構(gòu)、調(diào)整機(jī)構(gòu)和接收組件，所述發(fā)射機(jī)構(gòu)包括第一觀瞄鏡和激光器，調(diào)整機(jī)構(gòu)分別包括激光器調(diào)整機(jī)構(gòu)、第一觀瞄鏡調(diào)整機(jī)構(gòu)、第二觀瞄鏡調(diào)整機(jī)構(gòu)和激光接收物鏡調(diào)整機(jī)構(gòu)；所述的接收組件包括第二觀瞄鏡、激光接收光學(xué)系統(tǒng)和CCD。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)如下精度高，效果好。
文檔編號G01B11/27GK201514204SQ20092003450
公開日2010年6月23日 申請日期2009年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月11日
發(fā)明者侯宏錄, 倪晉平, 呂宏, 吳振森, 李建超, 杜玉軍, 王青松, 馬衛(wèi)紅, 高明 申請人:西安工業(yè)大學(xué)