[发明专利]一种主被动双光复合系统光轴对准方法及系统

说明书

本发明公开了一种主被动双光复合系统光轴对准方法及系统，本发明通过测量出激光主动扫描视场与红外被动成像视场平行度偏差(平行度即为两视场一一对应关系)，采用多项式拟合的校正方法，对平行度偏差进行修正，经反复标定和计算平行度偏差，经校正后光轴对应关系可控制在一个像素以内，实现主被动双光视场对应关系高度一致。本发明所述方法与传统的单纯靠机械结构来保障双光视场对应关系相比，不仅具有精度高、便于操作校准等优点，而且还可以有效的消除红外畸变、快反镜(FSM)非线性偏摆等传感器自身因素引起的偏差。

技术领域

本发明涉及光学技术领域，特别是涉及一种主被动双光复合系统光轴对准方法及系统。

背景技术

随着光电系统技术的不断发展，越来越多的设备开始应用在轻小型平台上。这些光电系统不仅需要对目标进行高精度和持续跟踪，而且要求系统具备在载体运动条件下以及高振动和冲击等恶劣工作环境下能够保持高精度激光指向，从而有效地通过激光照射实现对目标的干扰或破坏。为了实现这种高精度的跟踪或指向功能，一般在载体平台上均采用复合跟踪系统，最早的复合轴跟踪系统于1996年Thomas W.发表的文章。传统的复合轴跟踪系统为双探测器跟踪系统，且成像、激光发射光学采用共光路设计，该方式虽然可以实现高精度跟瞄，技术成熟，但其系统复杂，光路设计难，从而限制其发展和应用。

发明内容

本发明提供了一种主被动双光复合系统光轴对准方法及系统，以解决现有技术中现有复合轴跟踪系统调试复杂、光路设计难度大等问题。

第一方面，本发明提供了一种主被动双光复合系统光轴对准方法，该方法包括：测量激光主动扫描视场与红外被动成像视场间各点的平行度偏差，其中，激光主动扫描视场与红外被动成像视场的平行度即为激光主动扫描视场与红外被动成像视场各点间的一一对应关系；

根据所述平行度偏差，采用多项式拟合的校正方法，对激光主动扫描视场与红外被动成像平行度偏差进行修正，通过反复标定、计算，控制激光主动扫描视场与红外被动成像视场各点的平行度偏差均在预设像素范围以内，使激光主动扫描视场与红外被动成像视场对应位置高度相一致，实现激光束对红外被动成像中目标的精确跟瞄操作处理。

可选地，所述测量激光主动扫描视场与红外被动成像视场间各点的平行度偏差之前，所述方法还包括：将红外被动成像视场进行网格划分，取与激光偏摆视场相当的若干个点，作为后续激光偏摆的基准点。

可选地，将红外被动成像视场进行网格划分，取与激光偏摆视场相当的若干个点之后，所述方法还包括：

将主被动双光复合系统放置于光学平台上，其中，所述主被动双光复合系统包括激光发射系统、红外成像系统和信号处理器；

在红外和激光镜头前放置离轴反射镜，在所述离轴反射镜的焦点上放置靶板，出射激光与红外同波段，将激光束的初始位置作为零点位置。

可选地，根据红外传感器观测到的靶板上的激光束光斑，采用质心处理算法对光斑位置计算，根据该计算值与红外被动成像视场中心位置确定激光束零点位置与红外被动成像视场对应初始位置偏差，该偏差即为该点的平行度偏差。

可选地，所述测量激光主动扫描视场与红外被动成像视场间各点的平行度偏差，包括：

使激光束基于所述红外基准点的位置，依靠快反镜(Fast Steering Mirror简称FSM)进行方位、俯仰的偏摆，形成多个激光束位置，每偏摆到一个位置点，信号处理器即可计算出当前激光束的位置，该位置与之对应的基准点偏差即为该点的平行度偏差。

可选地，所述根据平行度偏差，采用多项式拟合的校正方法，对激光主动扫描视场与红外被动成像视场进行修正，包括：