专利名称：基于窄带干涉滤光片和主动标志器实现的适配系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及ー种基于窄带干渉滤光片和主动标志器实现的适配系统，用于针对主动标志器实现标志识别、位姿參数测量与寻的跟踪功能。
背景技术：
目前，在国内外的光电敏感器、光电通信及其位姿測量与跟踪系统中，其合作目标一般都采用被动的逆向反射器，例如，美国已经进行了多次飞行演示验证(DART)中的视频导航敏感器(VGS)及其改进型号AVGS和视觉导航敏感器(VNS)等，还有正在应用的美国的轨迹控制敏感器(TCS)、日本的接近敏感器(PXS)和欧洲的视频仪(VMD)等，它们采用的都是被动的逆向反射器构成的ー组合作目标。这种合作目标的工作模式大都是在跟踪飞行器上使用两种不同波长的激光束依次照射目标飞行器上的反射器，而反射器只反射其中ー个波长的激光束而吸收另ー个波长的激光束，对两次反射光束组合交替成像，对所成图象进行相减操作，从而抑制阳光及其它杂散光干扰，提取出反射器的像斑，进而基于ー组反射器的像斑完成标志识别、相对位姿參数测量和寻的跟踪。很显然，上述使用反射器在工作模式上存在两个问题:ー是不同波长的激光束在两次相邻照射反射器的时间段内，反射器附近的阳光及其它杂散光干扰背景不能有显著变化，若有显著变化，则不能达到消除阳光和其他杂散光干扰的要求。在上述应用中，帧速最大只有5Hz，帧间间隔大于200ms，尽管激光照射功率很高(VGS:450ff, AVGS: 150W)，但其辐射强度还是难以与阳光照射的强度相比，不能保障满足上述消除杂散光干扰的要求。ニ是与主动标志器所成像斑比较，反射器所成像斑质量较差，难以保证均匀性和对称性的要求，不能保证较高的測量精度，在残留干扰严重的情况下，甚至产生严重错误。
发明内容
本发明的目的在于提供ー种基于窄带干渉滤光片和主动标志器实现的适配系统，该适配系统可有效地消除阳光及其它杂散光带来的干扰，完成主动标志器的标志识别以及相对位姿參数测量、寻的跟踪等功能。为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案:ー种基于窄带干渉滤光片和主动标志器实现的适配系统，其特征在于:它包括窄带干涉滤光片、主动标志器、摄像装置，该窄带干渉滤光片置于该摄像装置的镜头前，该摄像装置与成像处理设备连接，工作在近红外波段的该主动标志器与该摄像装置的镜头相距的距离处于设定距离范围内，入射该窄带干渉滤光片的光束经由该窄带干涉滤光片滤光后被该摄像装置采集，其中:该窄带干渉滤光片的通带中心波长近似等于该主动标志器的峰值波长。所述窄带干渉滤光片包括由石英玻璃材料制成的基片，在该基片的上、下表面上分别镀制主峰膜系、截次峰膜系，其中:该主峰膜系为四半波膜系；该截次峰膜系为截次峰膜堆。所述主峰膜系为ニ氧化硅膜层、五氧化ニ铌膜层交替层叠而成，所述主峰膜系由至少48层膜层构成，每层该ニ氧化硅膜层的层厚与所述窄带干渉滤光片四分之一通带中心波长的比值介于0.5至1.5之间，每层该五氧化ニ铌膜层的层厚与所述窄带干渉滤光片四分之一通带中心波长的比值介于0.5至3.0之间；所述截次峰膜系为ニ氧化硅膜层、五氧化ニ铌膜层交替层叠而成，所述截次峰膜系由至少118层膜层构成，每层该ニ氧化硅膜层的层厚与所述窄带干渉滤光片四分之一通带中心波长的比值介于0.2至2.0之间，每层该五氧化ニ铌膜层的层厚与所述窄带干涉滤光片四分之一通带中心波长的比值介于0.1至2.0之间。在所述窄带干渉滤光片的四周侧壁上涂敷黑色消光漆。所述主动标志器朝向所述窄带干涉滤光片辐射呈圆锥形的近红外光，所述主动标志器为至少三个近场主动标志器和/或至少三个远场主动标志器。当考虑所述窄带干涉滤光片的斜入射漂移和所述主动标志器的温度效应因素影响时，在所述主动标志器的发光器件处于室温及令光束准直入射窄带干渉滤光片的工作面的情况下，根据下式对所述窄带干渉滤光片的通带中心波长进行斜入射补偿，
权利要求
1.ー种基于窄带干渉滤光片和主动标志器实现的适配系统，其特征在于:它包括窄带干渉滤光片、主动标志器、摄像装置，该窄带干渉滤光片置于该摄像装置的镜头前，该摄像装置与成像处理设备连接，工作在近红外波段的该主动标志器与该摄像装置的镜头相距的距离处于设定距离范围内，入射该窄带干渉滤光片的光束经由该窄带干涉滤光片滤光后被该摄像装置采集，其中:该窄带干渉滤光片的通带中心波长近似等于该主动标志器的峰值波长。
2.如权利要求1所述的适配系统，其特征在干: 所述窄带干渉滤光片包括由石英玻璃材料制成的基片，在该基片的上、下表面上分别镀制主峰膜系、截次峰膜系，其中:该主峰膜系为四半波膜系；该截次峰膜系为截次峰膜堆。
3.如权利要求2所述的适配系统，其特征在于: 所述主峰膜系为ニ氧化硅膜层、五氧化ニ铌膜层交替层叠而成，所述主峰膜系由至少48层膜层构成，每层该ニ氧化硅膜层的层厚与所述窄带干渉滤光片四分之一通带中心波长的比值介于0.5至1.5之间，每层该五氧化ニ铌膜层的层厚与所述窄带干渉滤光片四分之一通带中心波长的比值介于0.5至3.0之间； 所述截次峰膜系为ニ氧化硅膜层、五氧化ニ铌膜层交替层叠而成，所述截次峰膜系由至少118层膜层构成，每层该ニ氧化硅膜层的层厚与所述窄带干渉滤光片四分之一通带中心波长的比值介于0.2至2.0之间，每层该五氧化ニ铌膜层的层厚与所述窄带干渉滤光片四分之一通带中心波长的比值介于0.1至2.0之间。
4.如权利要求2或3所述的适配系统，其特征在于: 在所述窄带干渉滤光片的四周侧壁上涂敷黑色消光漆。
5.如权利要求1所述的适配系统，其特征在于: 所述主动标志器朝向所述窄带干涉滤光片辐射呈圆锥形的近红外光，所述主动标志器为至少三个近场主动标志器和/或至少三个远场主动标志器。
6.如权利要求2所述的适配系统，其特征在于: 当考虑所述窄带干涉滤光片的斜入射漂移和所述主动标志器的温度效应因素影响时，在所述主动标志器的发光器件处于室温及令光束准直入射窄带干渉滤光片的工作面的情况下，根据下式对所述窄带干渉滤光片的通带中心波长进行斜入射补偿，,—2几PO + tKXp x (r_ + Tmm - 2T0) ノ W —If I ft qiri Q f 1+J1-0腿 在上式中，！为温度上限，Tfflin为温度下限，T0为室温，n0为所述窄带干渉滤光片的基片的折射率，e为与所述窄带干渉滤光片的膜层材料和膜系相关的參数，nH>e>nL, nH为所述主峰膜系、截次峰膜系中的五氧化ニ铌膜层的折射率，nL为所述主峰膜系、截次峰膜系中的ニ氧化硅膜层的折射率，9 _为倾斜入射所述窄带干渉滤光片的工作面的光束的最大斜入射角，Tkap为所述主动标志器的发光器件的温度系数，A 00为光束准直入射所述窄带干涉滤光片的工作面时所述窄带干渉滤光片的通带中心波长，Xpci为所述主动标志器在室温时的峰值波长。
全文摘要
本发明公开了一种基于窄带干涉滤光片和主动标志器实现的适配系统，包括窄带干涉滤光片、主动标志器、摄像装置，窄带干涉滤光片置于摄像装置的镜头前，摄像装置与成像处理设备连接，工作在近红外波段的主动标志器与摄像装置的镜头相距的距离处于设定距离范围内，入射窄带干涉滤光片的光束经由窄带干涉滤光片滤光后被摄像装置采集，窄带干涉滤光片的通带中心波长近似等于主动标志器的峰值波长。本发明利用窄带干涉滤光片与主动标志器建立一种连续工作模式，在经由本发明得到的图象中，主动标志器的像斑与阳光干涉区域被清晰分开，可有效消除阳光及其它杂散光带来的干扰，完成主动标志器的标志识别以及相对位姿参数测量、寻的跟踪等功能。
文档编号H04N5/225GK103116200SQ20131004573
公开日2013年5月22日 申请日期2013年2月5日 优先权日2013年2月5日
发明者李金宗, 朱兵, 李冬冬, 周东平 申请人:李金宗