一種外場環境下雷射與可見光兩光軸瞄準偏差測試裝置的製作方法

2023-06-19 10:22:01 1

專利名稱：一種外場環境下雷射與可見光兩光軸瞄準偏差測試裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及光學設備技術領域，具體涉及瞄準偏差測試裝置技術領域，特別
是一種外場環境下雷射與可見光兩光軸瞄準偏差測試裝置。
技術背景 雷射和可見光在精密測試系統能否保證準確地瞄準目標，關鍵在於系統兩波段光 軸的瞄準一致性，若瞄準一致性偏差大，測試誤差就會變大。現有的光電瞄準設備以及精密 測試裝置中的兩光軸系統，在實驗室精密裝調後，可保證其基本處於平行。在國內光電瞄準 設備以及精密測試裝置大多是在實驗室內利用反射式二米平行光管對兩光軸進行校準和 領lj試。 由於被測設備的實際工作均在外場環境下進行，因此直接影響被測設備的工作精 度 (1)在外場使用時，由於環境溫度的變化和機體或車體振動等引起瞄準系統結構 參數發生變化，即引起結構失調。其實際指向會嚴重偏離原始位置，引起多光軸漂移和不平 行，有時不平行誤差達到10'，導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偏差測試及校準問題。 (2)在遠距離瞄準中，大氣溫度、氣壓、能見度、溼度及氣溶膠等都會引起大氣折射 率發生變化，並使光傳播路徑改變，導致光軸和目標成像位置發生漂移，形成瞄準偏差，從 而影響瞄準光軸的實際指向。 基於上述的原因，在科研和生產以及使用維護都需要光軸校準和瞄準參數測量設 備，以提高光電瞄準設備以及精密測試裝置的瞄準精度。但目前還沒有在外場環境下可以 進行光軸校準和瞄準參數測量設備，因此現有的光電瞄準設備以及精密測試裝置難以在外 場環境下保證其工作精度。目前可見光軸與雷射光軸平行性的測試方法很多，但絕大多數 都是基於實驗室的平行光管法，用平行光管模擬遠距離目標與外場環境下的遠距離有較大 偏差，而專用野外測量儀器或裝備均沒有考慮大氣環境因素對兩光軸的影響，且這些方法 存在著針對性強，受主觀因素影響大，精度不高等特點，故很難適應測量的需要，目前在國 內還未見考慮大氣環境因素外場動態的校準與測試系統。現有技術存在的問題是在外場 環境下，光電瞄準設備以及精密測試裝置工作精度差，而且沒有考慮大氣環境因素對雷射 與可見光兩光軸的影響
實用新型內容
本實用新型要提供一種外場環境下雷射與可見光兩光軸瞄準偏差測試裝置，以克 服現有技術存在的在外場環境下，光電瞄準設備以及精密測試裝置工作精度差的問題。 為克服現有技術存在的問題，本實用新型的技術方案是一種外場環境下雷射與 可見光兩光軸瞄準偏差測試裝置，包括發射機構、調整機構和接收組件，其特殊之處在於 所述發射機構包括設置於調整機構上的第一觀瞄鏡和雷射器，調整機構分別包括設置於光
3學平臺上的雷射器調整機構、第一觀瞄鏡調整機構、第二觀瞄鏡調整機構和雷射接收物鏡 調整機構；所述的接收組件包括第二觀瞄鏡、雷射接收光學系統和CCD，所述第二觀瞄鏡設 置於第二觀瞄鏡調整機構上，雷射接收光學系統由濾光片、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，第一觀瞄鏡光軸與雷射器光軸等 高，第二觀瞄鏡光軸和雷射接收物鏡光軸等高，CCD置於雷射接收光學系統的成像面上，且 其中心與雷射接收光學系統的光軸同心等高。 在外場環境下，瞄準精度得到大幅提高，可達到0. 3mrad ;外場環境下的作用距離 遠，可達到1 3km。

圖1是本實用新型結構示意圖； 圖2是雷射接收系統光學結構示意圖。 附圖標記說明如下 1-雷射器，2_第一觀瞄鏡，3_雷射接收物鏡，4_光學平臺，5_雷射器調整機構， 6-第一觀瞄鏡調整機構，7-第二觀瞄鏡調整機構，8-雷射接收物鏡調整機構，9-第二觀瞄 鏡，10-光學平臺支架，11-靶標，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。
具體實施方式

以下結合附圖和實施例對本實用新型做詳細說明。 參見圖1 2， 一種外場環境下雷射與可見光兩光軸瞄準偏差測試裝置，包括發射 機構、調整機構和接收組件，所述發射機構包括設置於調整機構上的第一觀瞄鏡2和雷射 器l，調整機構分別包括設置於光學平臺4上的雷射器調整機構5、第一觀瞄鏡調整機構6、 第二觀瞄鏡調整機構7和雷射接收物鏡調整機構8 ;所述的接收組件包括第二觀瞄鏡9、激 光接收光學系統和CCD18，所述第二觀瞄鏡9設置於第二觀瞄鏡調整機構7上，雷射接收光 學系統由濾光片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，雷射接收光學系統視場為1° ，有效口徑為①120mm，光學總 長為613mm，焦距為1000mm滯一觀瞄鏡2光軸與雷射器1光軸等高，兩者相距150mm滯二 觀瞄鏡9光軸和雷射接收物鏡3光軸等高，兩者相距150mm ;CCD18置於雷射接收光學系統 的成像面上，且其中心與雷射接收光學系統的光軸同心等高。 雷射器調整機構5和雷射接收物鏡調整機構8分別由電控平移臺、電控旋轉臺、電 控傾斜臺3個調節臺組成；第一觀瞄鏡調整機構6和第二觀瞄鏡調整機構7分別調整第一 觀瞄鏡2和第二觀瞄鏡9的方位，第一觀瞄鏡調整機構6和第二觀瞄鏡調整機構7分別由 平移臺、升降臺、旋轉臺、角位移臺組成。上述結構均為常見的公知結構，因此本實用新型不 對此進行詳細描述。 本實用新型的工作原理是在外場環境下，雷射傳輸受大氣影響，會產生漂移與擴 展，使得實際指向相對於靶標發生偏離，直接影響光電瞄準系統中兩光軸的實際平行性，產 生了瞄準偏差，本實用新型採用以可見光為參考建立瞄準偏差測試系統的基準光軸，用激 光和可見光兩光軸瞄準偏差測試裝置，確定在外場環境下，雷射在靶標上的光斑分布相對於可見光在靶標上中心的偏離，獲得二者的中心偏差數據，最終得到兩光軸的實際瞄準偏差。 本實用新型的工作過程 —、校準用雷射器1調整機構5、第一觀瞄鏡調整機構6、第二觀瞄鏡調整機構7 和雷射接收物鏡調整機構8將雷射器1、第一觀瞄鏡2、第二觀瞄鏡9與雷射接收物鏡的光 軸調校平行，雷射器1的光軸與第一觀瞄鏡2的光軸調整為平行等高，以便雷射器1能迅 速、準確瞄準目標，第二觀瞄鏡光軸和雷射接收物鏡3的光軸平行等高，便於兩光軸精確測 量。將CCD18置於雷射接收光學系統的成像面上，且其中心與雷射接收光學系統的光軸保 持同心等高； 二、發射雷射器1發射1. 06 ii m的雷射，雷射在靶標11上形成不可見的光斑； 三、接收光斑通過雷射接收物鏡3和雷射接收光學系統，雷射接收光學系統將光 斑成像在CCD18的光敏面上同時接收靶標11的十字標記，並將光信息轉換成電信息，以視 頻信號輸出。 之後，可以通過常規的方式例如；外置的計算機系統接收到雷射接收光學系統 傳送的信息(該信息是經過圖像處理在計算機顯示屏幕上得到與目靶標11上不可見雷射 光斑位置相對應的視頻可見光斑)，通過函數計算雷射在靶標11上的光斑分布相對於可見 光在靶標11上中心的偏離，獲得二者的中心偏差數據，最終得到兩光軸的實際瞄準偏差。
權利要求一種外場環境下雷射與可見光兩光軸瞄準偏差測試裝置，包括發射機構、調整機構和接收組件，其特徵在於所述發射機構包括設置於調整機構上的第一觀瞄鏡(2)和雷射器(1)，調整機構分別包括設置於光學平臺(4)上的雷射器調整機構(5)、第一觀瞄鏡調整機構(6)、第二觀瞄鏡調整機構(7)和雷射接收物鏡調整機構(8)；所述的接收組件包括第二觀瞄鏡(9)、雷射接收光學系統和CCD(18)，所述第二觀瞄鏡(9)設置於第二觀瞄鏡調整機構(7)上，雷射接收光學系統由濾光片(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)光軸與雷射器(1)光軸等高，第二觀瞄鏡(9)光軸和雷射接收物鏡(3)光軸等高，CCD(18)置於雷射接收光學系統的成像面上，且其中心與雷射接收光學系統的光軸同心等高。
專利摘要本實用新型涉及光學設備技術領域，具體涉及瞄準偏差測試裝置技術領域，特別是一種外場環境下雷射與可見光兩光軸瞄準偏差測試裝置。本實用新型為克服現有技術存在的在外場環境下，光電瞄準設備以及精密測試裝置工作精度差的問題，現採用的技術方案是一種外場環境下雷射與可見光兩光軸瞄準偏差測試裝置，包括發射機構、調整機構和接收組件，所述發射機構包括第一觀瞄鏡和雷射器，調整機構分別包括雷射器調整機構、第一觀瞄鏡調整機構、第二觀瞄鏡調整機構和雷射接收物鏡調整機構；所述的接收組件包括第二觀瞄鏡、雷射接收光學系統和CCD。與現有技術相比，本實用新型的優點如下精度高，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 優先權日2009年9月11日
發明者侯宏錄, 倪晉平, 呂宏, 吳振森, 李建超, 杜玉軍, 王青松, 馬衛紅, 高明 申請人:西安工業大學