自准直测角光管光电轴稳定性的检测方法
【专利摘要】本发明自准直测角光管光电轴稳定性的检测方法涉及一种用于自准直测角光管光电轴稳定性的检测方法。其目的是为了提供一种自准直测角光管光电轴稳定性的检测方法，其采用自准直光管自身的测角系统实现，不受操作空间和工作环境限制。本发明包括如下步骤：(1)将基准目标建立在保护玻璃上；(2)确定基准目标的有效反光面积；(3)设置自准直光管有两种工作模式；(4)自准直光管在自检模式下，启用参数一，检测基准目标的返回像；工作模式下，启用参数二，检测其它目标棱镜的返回像；(5)在出厂时，自准直光管在自检模式下测到的基准目标角度信息作为常数保存并记录；(6)基准目标的位置在出厂后不准调整，一旦调整需重新测量。
【专利说明】
自准直测角光管光电轴稳定性的检测方法
技术领域
[0001]本发明涉及光电测量领域，特别是涉及一种用于自准直测角光管光电轴稳定性的检测方法。
【背景技术】
[0002]自准直测角光管应用在瞄准、测角领域时其光电轴通常代表方位基准，对其要求是光电轴在各种环境条件下应保持稳定不变；因此如何检测自准直测角光管的光电轴稳定不变就成为一个要研究的问题。
[0003]目前通常采用相对测量的办法检测光电轴的稳定性。具体做法是，在自准直光管的同一安装基座上，建立一个基准镜，这个基准镜可以是直角棱镜或平面镜;然后在产品出厂时精确标定出自准直光管光电轴与基准镜法线之间的夹角，该夹角作为常数P记录。当需要检验自准直光管光电轴稳定性时，则再次检测自准直光管光电轴与基准镜法线之间的夹角，记录为Pl，PI相对P不变或变化小于某一值，则认为自准直光管光电轴稳定不变。简单的说就是通过检测共基座的自准直光管的光电轴与基准镜法线之间夹角的变化情况来证明自准直光管光电轴的稳定性。
[0004]如图1所示，现有的一种光电轴稳定性测量方法示意，具体过程如下:
[0005]I)直角棱镜装置I’先与自准直光管2’准直，记录直角棱镜装置I’轴系的初始角度；
[0006]2)用自准直经玮仪3，与基准镜4 ’自准直，记录自准直经玮仪3，初始方位角；
[0007]3)转动直角棱镜装置I，轴系和自准直经玮仪3 ’，使自准直经玮仪3，与直角棱镜装置I’自准直，计算出直角棱镜装置I’轴系转动的角度A及自准直经玮仪3’转过的角度B;
[0008]4)计算P = 180-A-B，计算出自准直光管2’光电轴与基准镜4’法线之间的夹角。
[0009]在该测量方法中，需要的测量设备有带水平轴系的直角棱镜装置I’和自准直经玮仪3’；另外测量时也需要一定的操作空间和可操作的工作环境。在自准直光管2’的一些应用场合，恰好就不具备检测其光电轴稳定性的操作空间或可操作的工作环境，比如自准直光管2 ’安装在狭小的设备舱室内，比如自准直光管2 ’应用在动态环境下，比如自准直光管2’应用在距离地面较高的空中环境，等等，在这些场合中，该检测方法就无法实现。
【发明内容】
[0010]本发明要解决的技术问题是提供一种自准直测角光管光电轴稳定性的检测方法，该检测方法不需要经玮仪、直角棱镜装置等检测设备，而仅采用自准直光管自身的测角系统就能实现，从而使自准直光管光电轴稳定性检测工作不再受操作空间和工作环境的限制。
[0011]本发明自准直测角光管光电轴稳定性的检测方法，包括如下步骤:
[0012](I)将基准目标建立在自准直光管物镜前端的保护玻璃上，所述保护玻璃与自准直光管壳体固连，自准直光管的壳体与光电测量部件共同安装在自准直光管的基座上；
[0013](2)确定基准目标的有效反光面积，使基准目标大小一方面不影响自准直光管的正常测量工作，另外自准直光管也能检测到基准目标的返回像信号；
[0014](3)设置自准直光管有两种工作模式，自检模式和工作模式，默认为工作模式；
[0015](4)自准直光管在自检模式下，启用参数一，自准直光管物镜口无其它目标棱镜，能检测出基准目标的返回像，并计算出角度信息;在工作模式下，启用参数二，自准直光管能滤掉基准目标的返回像信息，而只检测物镜口其它目标棱镜的返回像信息，并计算出角度信息；
[0016](5)在出厂时，自准直光管在自检模式下测到的基准目标角度信息作为常数保存并记录；
[0017](6)基准目标的位置在出厂后不准调整，一旦发生调整，要重新测量自准直光管光电轴与基准目标法线之间的角度信息并作为常数保存和记录。
[0018]本发明自准直测角光管光电轴稳定性的检测方法，其中所述步骤(I)中，在保护玻璃上设置基准目标区域，在该区域镀反射膜，保护玻璃的其余区域为测量工作区域，在测量工作区域镀增透膜。
[0019]本发明自准直测角光管光电轴稳定性的检测方法，其中所述步骤(I)中，基准目标区域与测量工作区域的面积比为I: 25。
[0020]本发明自准直测角光管光电轴稳定性的检测方法，其中所述步骤(4)中，自准直光管在自检模式下，启用滤波阀值Al，物镜口无目标棱镜，自准直光管检测出保护玻璃上基准目标区域的成像，滤波阀值Al小于基准目标区域的成像幅值，自准直光管根据基准目标区域的成像幅值减去滤波阀值Al后的图像信息计算出角度信息，该角度信息即是保护玻璃上基准目标区域的法线与自准直光管光轴的夹角，把该角度信息作为常数记录并保存，如果自准直光管稳定，重复测量基准目标区域成像，所得角度信息大小应保持不变。
[0021]本发明自准直测角光管光电轴稳定性的检测方法，其中所述步骤(4)中，自准直光管在工作模式下，启用滤波阀值A2，物镜口可能有也可能无目标棱镜，当物镜口无目标棱镜或目标棱镜返回像未进入自准直光管光学系统时，自准直光管只能检测出保护玻璃上基准目标区域的成像，基准目标区域的成像幅值小于滤波阀值A2，基准目标区域的成像将作为背景噪声被系统参数阀值A2滤掉，此时自准直光管将认为无返回像，从而无测角信息输出；
[0022]当物镜口的目标棱镜返回像进入自准直光管光学系统时，保护玻璃上基准目标区域及测量目标棱镜的成像都会被自准直光管检测到，由于测量目标棱镜的反射面积远比基准目标区域面积大，测量目标棱镜的成像幅值也远比基准目标区域成像幅值大，在滤波阀值A2的作用下，基准目标区域的成像将作为背景噪声被系统参数阀值A2滤掉，由于测量目标棱镜的成像幅值大于A2，自准直光管将根据测量目标棱镜返回像幅值减去滤波阀值A2后的成像信息计算目标棱镜法线与自准直光管光轴的夹角信息，如此，自准直光管就完成了对测量目标棱镜方位信息的测量。
[0023]本发明自准直测角光管光电轴稳定性的检测方法与现有技术不同之处在于本发明在自准直光管物镜前端的保护玻璃上建立基准目标，自准直光管在自检模式下，启用参数一，自准直光管物镜口无其它目标棱镜，能检测出基准目标的返回像，并计算出角度信息;在工作模式下，启用参数二，自准直光管能滤掉基准目标的返回像信息，而只检测物镜口其它目标棱镜的返回像信息，并计算出角度信息。在出厂时，自准直光管在自检模式下测到的基准目标角度信息作为常数保存并记录;基准目标的位置在出厂后不准调整，一旦发生调整，要重新测量自准直光管光电轴与基准目标法线之间的角度信息并作为常数保存和记录。如果自准直光管稳定，重复测量基准目标成像，所得角度信息大小应保持不变;否则，自准直光管不稳定。因此，该检测方法不需要经玮仪、直角棱镜装置等检测设备，而仅采用自准直光管自身的测角系统就能实现，从而使自准直光管光电轴稳定性检测工作不再受操作空间和工作环境的限制。
[0024]下面结合附图对本发明作进一步说明。
【附图说明】
[0025]图1为现有的自准直光管光电轴稳定性检测方法示意图；
[0026]图2为自准直光管的外形图；
[0027]图3为本发明中的基准目标区域的位置示意图；
[0028]图4为本发明中的基准目标区域成像位置和幅值示意图；
[0029]图5为本发明中的基准目标区域和测量目标棱镜成像幅值对比图。
【具体实施方式】
[0030]如图2所示，并参照图3所示，本发明自准直测角光管光电轴稳定性的检测方法，包括如下步骤:
[0031 ] (I)将基准目标建立在自准直光管2物镜前端的保护玻璃I上，所述保护玻璃I与自准直光管2壳体固连，自准直光管2的壳体与光电测量部件共同安装在自准直光管2的基座上；
[0032](2)确定基准目标的有效反光面积，使基准目标大小一方面不影响自准直光管2的正常测量工作，另外自准直光管2也能检测到基准目标的返回像信号；
[0033](3)设置自准直光管2有两种工作模式，自检模式和工作模式，默认为工作模式；
[0034](4)自准直光管2在自检模式下，启用参数一，自准直光管2物镜口无其它目标棱镜，能检测出基准目标的返回像，并计算出角度信息;在工作模式下，启用参数二，自准直光管2能滤掉基准目标的返回像信息，而只检测物镜口其它目标棱镜的返回像信息，并计算出角度信息；
[0035](5)在出厂时，自准直光管2在自检模式下测到的基准目标角度信息作为常数保存并记录；
[0036](6)基准目标的位置在出厂后不准调整，一旦发生调整，要重新测量自准直光管2光电轴与基准目标法线之间的角度信息并作为常数保存和记录。
[0037]所述步骤(I)中，保护玻璃I具体设置在自准直光管2物镜出光口处，在保护玻璃I上设置基准目标区域3，在该区域镀反射膜，保护玻璃I的其余区域为测量工作区域，在测量工作区域镀增透膜。基准目标区域3与测量工作区域的面积比为1:25，当然，两者的面积比也可以为其他数值，只要能够使基准目标区域大小一方面不影响自准直光管2的正常测量工作，另外自准直光管2也能检测到基准目标区域的返回像信号即可。
[0038]如图4所示，所述步骤(4)中，自准直光管2在自检模式下，启用滤波阀值AUAl=V2)，物镜口无目标棱镜，自准直光管2检测出保护玻璃I上基准目标区域3的成像，滤波阀值Al小于基准目标区域3的成像幅值Vl，自准直光管2根据基准目标区域3的成像幅值减去滤波阀值Al后的图像信息计算出角度信息，该角度信息即是保护玻璃I上基准目标区域3的法线与自准直光管2光轴的夹角，把该角度信息作为常数记录并保存，如果自准直光管2稳定，重复测量基准目标区域3成像，所得角度信息大小应保持不变。
[0039]如图5所示，所述步骤(4)中，自准直光管2在工作模式下，启用滤波阀值A2(A2=VO)，物镜口可能有也可能无目标棱镜，当物镜口无目标棱镜或目标棱镜返回像未进入自准直光管2光学系统时，自准直光管2只能检测出保护玻璃I上基准目标区域3的成像，基准目标区域3的成像幅值小于滤波阀值A2，S卩V1〈V0(基准目标区域3的成像幅值为Vl，滤波阀值A2 = V0)，基准目标区域3的成像将作为背景噪声被系统参数阀值A2滤掉，此时自准直光管2将认为无返回像，从而无测角信息输出。
[0040]当物镜口的目标棱镜返回像进入自准直光管2光学系统时，保护玻璃I上基准目标区域3及测量目标棱镜的成像都会被自准直光管2检测到，自准直光管2检测到的成像结果如图5所示，由于测量目标棱镜的反射面积远比基准目标区域3面积大，测量目标棱镜的成像幅值也远比基准目标区域3成像幅值大，通常前者是后者的3倍以上。在滤波阀值A2的作用下，基准目标区域3的成像将作为背景噪声被系统参数阀值A2滤掉，由于测量目标棱镜的成像幅值大于A2，自准直光管2将根据测量目标棱镜返回像幅值减去滤波阀值A2后的成像信息计算目标棱镜法线与自准直光管2光轴的夹角信息，如此，自准直光管2就完成了对测量目标棱镜方位信息的测量。
[0041 ]本发明在自准直光管2物镜出光口处的保护玻璃I上建立基准目标，自准直光管2在自检模式下，启用参数一，自准直光管2物镜口无其它目标棱镜，能检测出基准目标的返回像，并计算出角度信息;在工作模式下，启用参数二，自准直光管2能滤掉基准目标的返回像信息，而只检测物镜口其它目标棱镜的返回像信息，并计算出角度信息。在出厂时，自准直光管2在自检模式下测到的基准目标角度信息作为常数保存并记录;基准目标的位置在出厂后不准调整，一旦发生调整，要重新测量自准直光管2光电轴与基准目标法线之间的角度信息并作为常数保存和记录。如果自准直光管2稳定，重复测量基准目标成像，所得角度信息大小应保持不变;否则，自准直光管2不稳定。因此，该检测方法不需要经玮仪、直角棱镜装置等检测设备，而仅采用自准直光管2自身的测角系统就能实现，从而使自准直光管2光电轴稳定性检测工作不再受操作空间和工作环境的限制。
[0042]以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
【主权项】
1.一种自准直测角光管光电轴稳定性的检测方法，其特征在于，包括如下步骤: (1)将基准目标建立在自准直光管物镜前端的保护玻璃上，所述保护玻璃与自准直光管壳体固连，自准直光管的壳体与光电测量部件共同安装在自准直光管的基座上； (2)确定基准目标的有效反光面积，使基准目标大小一方面不影响自准直光管的正常测量工作，另外自准直光管也能检测到基准目标的返回像信号； (3)设置自准直光管有两种工作模式，自检模式和工作模式，默认为工作模式； (4)自准直光管在自检模式下，启用参数一，自准直光管物镜口无其它目标棱镜，能检测出基准目标的返回像，并计算出角度信息;在工作模式下，启用参数二，自准直光管能滤掉基准目标的返回像信息，而只检测物镜口其它目标棱镜的返回像信息，并计算出角度信息; (5)在出厂时，自准直光管在自检模式下测到的基准目标角度信息作为常数保存并记录； (6)基准目标的位置在出厂后不准调整，一旦发生调整，要重新测量自准直光管光电轴与基准目标法线之间的角度信息并作为常数保存和记录。2.根据权利要求1所述的自准直测角光管光电轴稳定性的检测方法，其特征在于:所述步骤(I)中，在保护玻璃上设置基准目标区域，在该区域镀反射膜，保护玻璃的其余区域为测量工作区域，在测量工作区域镀增透膜。3.根据权利要求2所述的自准直测角光管光电轴稳定性的检测方法，其特征在于:所述步骤(I)中，基准目标区域与测量工作区域的面积比为1:25。4.根据权利要求3所述的自准直测角光管光电轴稳定性的检测方法，其特征在于:所述步骤(4)中，自准直光管在自检模式下，启用滤波阀值Al，物镜口无目标棱镜，自准直光管检测出保护玻璃上基准目标区域的成像，滤波阀值Al小于基准目标区域的成像幅值，自准直光管根据基准目标区域的成像幅值减去滤波阀值Al后的图像信息计算出角度信息，该角度信息即是保护玻璃上基准目标区域的法线与自准直光管光轴的夹角，把该角度信息作为常数记录并保存，如果自准直光管稳定，重复测量基准目标区域成像，所得角度信息大小应保持不变。5.根据权利要求4所述的自准直测角光管光电轴稳定性的检测方法，其特征在于:所述步骤(4)中，自准直光管在工作模式下，启用滤波阀值A2，物镜口可能有也可能无目标棱镜，当物镜口无目标棱镜或目标棱镜返回像未进入自准直光管光学系统时，自准直光管只能检测出保护玻璃上基准目标区域的成像，基准目标区域的成像幅值小于滤波阀值A2，基准目标区域的成像将作为背景噪声被系统参数阀值A2滤掉，此时自准直光管将认为无返回像，从而无测角信息输出； 当物镜口的目标棱镜返回像进入自准直光管光学系统时，保护玻璃上基准目标区域及测量目标棱镜的成像都会被自准直光管检测到，由于测量目标棱镜的反射面积远比基准目标区域面积大，测量目标棱镜的成像幅值也远比基准目标区域成像幅值大，在滤波阀值A2的作用下，基准目标区域的成像将作为背景噪声被系统参数阀值A2滤掉，由于测量目标棱镜的成像幅值大于A2，自准直光管将根据测量目标棱镜返回像幅值减去滤波阀值A2后的成像信息计算目标棱镜法线与自准直光管光轴的夹角信息，如此，自准直光管就完成了对测量目标棱镜方位信息的测量。
【文档编号】G01M11/02GK105823625SQ201610270328
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年4月27日
【发明人】丁爽, 王学根, 姜华, 张书明, 贺永喜, 何欢, 孙煜
【申请人】北京航天发射技术研究所, 中国运载火箭技术研究院