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检焦镜面型精度对航空相机自准直检焦位置的影响
1
作者 张俊达 丁亚林 +4 位作者 孙林 陈志超 张明强 宇文子明 李汝琛 《光学精密工程》 北大核心 2025年第16期2516-2530,共15页
针对航空相机自准直检焦过程中出现的检焦镜面型变化导致检焦失败问题,建立检焦镜面型与检焦曲线变化的理论模型,并进行仿真分析和实验验证。首先,通过建立传感器接收到的光强差与检焦曲线的关系,计算不同检焦镜面型精度对成像光强分布... 针对航空相机自准直检焦过程中出现的检焦镜面型变化导致检焦失败问题,建立检焦镜面型与检焦曲线变化的理论模型,并进行仿真分析和实验验证。首先,通过建立传感器接收到的光强差与检焦曲线的关系,计算不同检焦镜面型精度对成像光强分布影响,并分析不同像差对检焦曲线造成的影响,然后,结合实际相机模型利用Zemax软件非序列模式进行仿真,最后,通过改变温度控制检焦镜面型,在不同面型下进行检焦实验,验证了理论与仿真结果。实验结果表明:检焦镜面型精度在面型RMS达到0.0483λ时,检焦曲线峰值位置超出半焦深;当面型RMS达到0.0821λ时,检焦曲线出现多峰。本文建立的理论模型及实验方法对光电自准直检焦镜的面型误差分配、设计与面型控制、提高航空相机成像质量有指导意义。 展开更多
关键词 航空相机 自准直 检焦 曲线拟合 面型误差
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异型滑块导轨间垂直度误差测算方法研究
2
作者 赵未来 祝锡晶 +3 位作者 卢圣力 郭晋竹 孔华野 刘瑶 《制造技术与机床》 北大核心 2025年第8期156-162,共7页
针对传统自准直仪测量导轨滑块副垂直度误差时,因测量对象不同导致结果不一致的问题,提出了一种通用的垂直度误差计算方法。首先,分开考虑两导轨滑块副,并根据自准直仪测量原理、结合最小包容区域包络模型,对导轨直线度误差进行测量与... 针对传统自准直仪测量导轨滑块副垂直度误差时,因测量对象不同导致结果不一致的问题,提出了一种通用的垂直度误差计算方法。首先,分开考虑两导轨滑块副,并根据自准直仪测量原理、结合最小包容区域包络模型,对导轨直线度误差进行测量与分析。其次,在Matlab中编写数据处理程序,完成误差计算。最后,在某公司生产的某小型数控铣床上进行试验验证。结果表明测量值均在机床精度检验的允差范围内,证明了该计算方法的有效性,为导轨间的垂直度误差的测算提供一种更为通用的计算方法。 展开更多
关键词 垂直度误差 最小包容区域法 自准直仪 角差法 直线导轨副
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二维激光跟踪转台轴系设计及动态形变误差修正 被引量：2
3
作者 霍汉林 王劲松 +2 位作者 王国名 李根梓 周维虎 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第14期2200-2210,共11页
二维激光跟踪转台轴系结构的稳定性及动态形变误差补偿精度是激光跟踪仪实现高精度动态坐标测量的关键因素。为满足激光跟踪仪动态坐标测量高精度、高稳定的实际需求,本文研制了一套基于过定位双角接触轴承对轴系的二维转台。首先,基于... 二维激光跟踪转台轴系结构的稳定性及动态形变误差补偿精度是激光跟踪仪实现高精度动态坐标测量的关键因素。为满足激光跟踪仪动态坐标测量高精度、高稳定的实际需求,本文研制了一套基于过定位双角接触轴承对轴系的二维转台。首先,基于转台性能指标要求开展二维转台轴系设计及精度分析;然后,基于所设计结构及现有装配工艺,结合弹性力学理论,开展转台动态形变误差形成机理分析,并通过刚柔耦合动力学仿真分析验证理论分析合理性。最后,提出基于共轭差动式光学自准直原理的轴系动态误差测量方法,完成对轴系稳定性和动态形变误差的测量补偿。实验结果表明:转台的动态形变误差重复性优于±0.6″,动态形变误差由补偿前的±7″降低为±1″,转台设计的稳定性和动态形变误差补偿精度满足设计需求。 展开更多
关键词 激光跟踪仪 二维激光跟踪转台 轴系精度 动态形变误差 光学自准直
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基于银膜的自准直光纤法布里-珀罗腔设计及声源定位研究
4
作者 郭一霖 李一豪 +6 位作者 罗彬彬 邹雪 吴德操 李恭烨 曹盛 石胜辉 赵明富 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期146-157,共12页
提出一种基于银膜的自准直外腔式光纤法布里-珀罗(EFPI)干涉仪声传感器阵列,用于中低频声信号的检测以及二维平面声源定位。传感器阵列由三个相同结构的EFPI组成,结构简单、制作简便。银膜的应用和准直器的引入提高了传感器的声压灵敏度... 提出一种基于银膜的自准直外腔式光纤法布里-珀罗(EFPI)干涉仪声传感器阵列,用于中低频声信号的检测以及二维平面声源定位。传感器阵列由三个相同结构的EFPI组成,结构简单、制作简便。银膜的应用和准直器的引入提高了传感器的声压灵敏度,扩大了声源定位范围。实验结果表明:单个传感器声压灵敏度为185 mV/Pa,最小可探测声压为52.7μPa/Hz^(1/2)@500 Hz。在声源指向性实验中,声源设置在传感器正前方时,其声压灵敏度达到185 mV/Pa,声源设置在传感器侧面(90°,270°)时,其声压灵敏度衰减仅为4.5%。传感器阵列结合到达时间差技术,成功实现高精度的声源定位,系统的理论空间分辨率为0.71 cm,最大定位误差不超过2.8 cm,定位范围为200 cm×200 cm,具有成本低、实用性高等优点。 展开更多
关键词 光纤声传感器 法布里-珀罗谐振腔 自准直器 声源定位 到达时间差
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大口径离轴反射式星模拟器光机结构设计
5
作者 石宝领 王永宪 +1 位作者 朱俊清 关英俊 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期964-970,共7页
根据高精度星敏感器地面测试任务中模拟无穷远处目标星体的实际应用需求,针对常规星模拟器体积庞大,装调及校准困难等实际问题,设计了一种大口径、长焦距、可实现自准直功能的离轴反射式星模拟器光机结构,用来模拟无穷远处的恒星所发出... 根据高精度星敏感器地面测试任务中模拟无穷远处目标星体的实际应用需求,针对常规星模拟器体积庞大,装调及校准困难等实际问题,设计了一种大口径、长焦距、可实现自准直功能的离轴反射式星模拟器光机结构,用来模拟无穷远处的恒星所发出的平行光。采用离轴反射式光学设计,避免中心遮拦。采用光管焦面分光方式,通过半透半反式分光镜的反射与透射功能实现光路的传递,压缩了镜筒长度;通过探测器接收分光镜透射的光像可直接辨别光学系统的准直性能,便于装调,且方便后期使用与校准;采用顶丝调节姿态降低了装调难度。实际测试结果表明:光机系统的入瞳口径φ210mm,出瞳距离2100mm,整机的系统波像差(rms)测量值为0030λ,可精确模拟0~7等星,工作波段500~800nm,满足当前对高精度星敏感器的标定技术指标要求,为星模拟器的高效快速研制提供了一种设计方法。 展开更多
关键词 星模拟器 光机结构 离轴反射 自准直
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21位光电编码器数据处理系统 被引量：19
6
作者 赵长海 万秋华 +1 位作者 王树洁 卢新然 《电子测量与仪器学报》 CSCD 2010年第6期569-573,共5页
为了减少绝对式光电编码器的体积,增强编码器的数据处理能力,设计了一种21位光电编码器数据处理系统。该编码器码盘采用矩阵码盘形式,分为粗码和精码,粗码12位,其中一位校正码道,精码为一周4096对线。数据处理部分采用DSP芯片和AD转换... 为了减少绝对式光电编码器的体积,增强编码器的数据处理能力,设计了一种21位光电编码器数据处理系统。该编码器码盘采用矩阵码盘形式,分为粗码和精码,粗码12位,其中一位校正码道,精码为一周4096对线。数据处理部分采用DSP芯片和AD转换器相结合,将所有码道的信息全部输入到AD转换器,DSP根据AD转换器的值将原始信号转换为21位编码器的角度信息并显示。该编码器外径为160mm,采用自准直仪和正17面体对该编码器精度进行检测,精度均方差为1.09s。 展开更多
关键词 编码器 数据处理 码盘 自准直仪
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大尺寸空间角测量技术进展及其分析 被引量：8
7
作者 陈志斌 肖文健 +3 位作者 马东玺 刘先红 肖程 秦梦泽 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2016年第3期407-414,共8页
随着大型装备制造工业飞速发展,其制造与装配等过程对大尺寸空间几何量的测量技术要求越来越高。为了分析大尺寸空间几何量测量中的空间角测量技术的发展,在综述5种传统大尺寸空间角测量方法的基础上,介绍了大尺寸空间角测量方面国内外... 随着大型装备制造工业飞速发展,其制造与装配等过程对大尺寸空间几何量的测量技术要求越来越高。为了分析大尺寸空间几何量测量中的空间角测量技术的发展,在综述5种传统大尺寸空间角测量方法的基础上,介绍了大尺寸空间角测量方面国内外相关研究的3种新的代表性成果。着重阐述了一种基于惯性基准的大尺寸空间角测量方法,该方法将光电自准直跟踪技术与惯性测量技术有机结合,测量范围更大、便携性更强,特别适合外场条件下大尺寸空间角的快速测量。测试结果表明,目前其有效测量范围可达10m,测量精度为0.5°,同时还针对系统测量范围与测量精度的进一步提高提出了改进方案。 展开更多
关键词 角度测量 大尺寸 自准直 惯性基准
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一种新型光电准直经纬仪 被引量：8
8
作者 高立民 罗长洲 陈良益 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第5期622-624,共3页
介绍了一种可以将大地方位角度精确传递给带有直角反射体固定目标的光电准直经纬仪 它采用准直测量与望远镜共轴的光学系统 ,保证了测量基准的统一 ;激光准直照明配合窄带滤光片提高了整台设备的信噪比 。
关键词 光电准直经纬仪 光学系统 共轴系统 窄带滤光片 CCD细分技术 瞄准系统
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五角棱镜在方位对准中的应用 被引量：5
9
作者 高立民 罗长州 陈良益 《应用光学》 CAS CSCD 2003年第1期5-7,共3页
　从棱镜调整理论出发,推导出准直光路中棱镜作用矩阵的变换公式。根据五角棱镜的原理和特性,讨论位于方位对准光路中的五角棱镜安置误差对对准精度的影响,并给出这一影响的精确表达式。
关键词 五角棱镜 自准直 方位对准 火箭 原理 特性 光电准直经纬仪
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光电准直经纬仪的测量控制系统 被引量：6
10
作者 胡晓东 徐秀芳 陈良益 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第6期765-768,共4页
测量控制系统是光电自准直经纬仪的核心部分 ,它直接影响了经纬仪测量失准角的精度 .本文介绍了一种用于地面瞄准系统的经纬仪测量控制系统 ,该系统采用 CCD作为光电传感器 ,通过一系列的信号处理及测量来求出图象落在 CCD靶面的中心点 ... 测量控制系统是光电自准直经纬仪的核心部分 ,它直接影响了经纬仪测量失准角的精度 .本文介绍了一种用于地面瞄准系统的经纬仪测量控制系统 ,该系统采用 CCD作为光电传感器 ,通过一系列的信号处理及测量来求出图象落在 CCD靶面的中心点 ,根据设定的数学模型求出失准角 。 展开更多
关键词 半导体激光器 自准直 光电准直经纬仪 测量控制系统
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竖直轴系倾角回转误差的两种测试方法的比较 被引量：7
11
作者 任顺清 房振勇 +1 位作者 吴广玉 陈世杰 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2000年第3期74-78,共5页
在某回转轴系上建立了一系列坐标系 ,通过坐标系之间的姿态关系分别推导了用水平仪测试法和自准直光管测试法测试主轴轴系倾角回转误差时水平仪和光管的读数表达式。根据水平仪和自准直光管读数中的各个误差组成部分和倾角回转误差在它... 在某回转轴系上建立了一系列坐标系 ,通过坐标系之间的姿态关系分别推导了用水平仪测试法和自准直光管测试法测试主轴轴系倾角回转误差时水平仪和光管的读数表达式。根据水平仪和自准直光管读数中的各个误差组成部分和倾角回转误差在它们中的表达式的区别 ,得出了水平仪法能测试出主轴回转误差中的一次谐波成分 。 展开更多
关键词 倾角回转误差 水平仪 自准直光管 竖直轴系
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“高分二号”上相机和星敏感器相对安装姿态的测量 被引量：10
12
作者 孙刚 杨再华 +2 位作者 万毕乐 张成立 代卫兵 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期2931-2938,共8页
为了精确测量"高分二号"(GF-2)卫星上相机和星敏感器的相对安装姿态,建立了一套高精度自动化测量系统。针对该系统研究了基于多传感器数据融合的高精度测量算法、基于理论安装数据驱动的自动测量模型、以及基于图像识别的立... 为了精确测量"高分二号"(GF-2)卫星上相机和星敏感器的相对安装姿态,建立了一套高精度自动化测量系统。针对该系统研究了基于多传感器数据融合的高精度测量算法、基于理论安装数据驱动的自动测量模型、以及基于图像识别的立方镜法线搜索算法。该测量系统主要由二维龙门导轨、精密转台和CCD成像辅助准直的自准直经纬仪构成,通过融合精密转台的转动角度、自准直经纬仪的俯仰角和偏航角等数据计算被测设备安装姿态角度。测量时需先对系统进行标定,制定自动测量规划,然后通过电机驱动使设备自动到达预定位置和角度进行测量。若星上设备安装偏差较大导致被测对象超出自准直经纬仪测量范围时,可启动CCD相机对被测对象局部区域进行搜索识别,并引导自准直经纬仪实现精确准直测量。对测量系统进行了实验验证,结果显示:该系统姿态测量精度可以达到5″,与标准值比对最大偏差为4.1″;该测量系统已用于GF-2卫星的相机和星敏器相对姿态测量中,重复标准差最大为3.5″,满足GF-2对机上设备安装姿态测量精度的需求。 展开更多
关键词 卫星集成 姿态矩阵 空间相机 星敏感器 角度测量 自动准直
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微机械自跟踪双坐标光电自准直仪的研究 被引量：11
13
作者 林玉池 洪昕 赵美蓉 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2002年第4期43-45,共3页
设计一种电磁驱动的微机械结构,实现自准直仪双坐标光电信号的自动跟踪,采用跟踪与读数分离的方法,提高仪器的测量精度。经实际测试和使用表明,设计方案合理,稳定可靠,双坐标工作范围为-100″～ +100″,仪器具有绝对零点,分辨力0.1″, ... 设计一种电磁驱动的微机械结构,实现自准直仪双坐标光电信号的自动跟踪,采用跟踪与读数分离的方法,提高仪器的测量精度。经实际测试和使用表明,设计方案合理,稳定可靠,双坐标工作范围为-100″～ +100″,仪器具有绝对零点,分辨力0.1″, 瞄准定位精度0.1″,非线性误差小于0.5″。 展开更多
关键词 微机械 自跟踪 双坐标光电自准直仪 控制系统 瞄准 定位
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提高CCD激光自准直测角精度的硬件方法 被引量：28
14
作者 史亚莉 高云国 +1 位作者 张磊 邓伟杰 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期726-732,共7页
设计了一个CCD激光自准直测角系统。为提高系统的测量精度,对系统中的硬件参数进行了研究,包括小孔光阑的直径、CCD的积分时间、会聚镜头的焦距值、采集卡的亮度和对比度参数等。分别对各硬件参数进行分析,得出优化值并对系统进行了改... 设计了一个CCD激光自准直测角系统。为提高系统的测量精度,对系统中的硬件参数进行了研究,包括小孔光阑的直径、CCD的积分时间、会聚镜头的焦距值、采集卡的亮度和对比度参数等。分别对各硬件参数进行分析,得出优化值并对系统进行了改进。对改进前后的系统进行对比实验,实验结果表明:改进后系统的测角误差由原来的5.0″提高到了1.0″,处理一帧图像的平均时间为0.417 s,满足实际要求。对CCD激光自准直测角系统中的硬件参数进行优化,可有效改善图像质量,提高系统的测量精度。 展开更多
关键词 电荷耦合器件 激光自准直仪 角度测量 硬件参数 图像质量 精度
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CCD光电自准直仪工作原理及误差源分析 被引量：20
15
作者 欧同庚 陈志高 +1 位作者 杨博雄 付辉清 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2007年第F06期98-100,共3页
主要介绍了CCD光电自准直仪的工作原理并进行了误差源分析。
关键词 CCD 光电自准直仪 工作原理 误差 分析
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弧矢聚焦双晶单色器性能测试研究 被引量：8
16
作者 周泗忠 邓小国 +2 位作者 杨晓许 屈卫德 申会民 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第12期2346-2349,共4页
针对同步辐射光束线中的弧矢聚焦双晶体单色器,研究了高准确度自准直平行光管对Bragg转角的步长分辨、转角准确度等参量检测的方法.利用单色器的双晶平行光路,可以方便实现对晶体微调角度的放大,从而检测微调机构的性能.建立了光束线模... 针对同步辐射光束线中的弧矢聚焦双晶体单色器,研究了高准确度自准直平行光管对Bragg转角的步长分辨、转角准确度等参量检测的方法.利用单色器的双晶平行光路,可以方便实现对晶体微调角度的放大,从而检测微调机构的性能.建立了光束线模拟光路,可以实现对弧矢聚焦效果的检测.利用该方法,完成了我国第一台弧矢聚焦双晶单色器的离线检测,检测结果达到了理论设计指标,表明了测试方法的有效性. 展开更多
关键词 弧矢聚焦双晶单色器 自准直法 Bragg角 微调机构
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面阵CCD在双轴自准直仪中的应用 被引量：5
17
作者 甘俊红 邹九贵 季国定 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2008年第S1期60-62,共3页
介绍了一种高精度双轴自准直仪,它采用面阵CCD器件作为光电传感器,利用自准直原理实现二维角度的测量。对图像处理系统进行了重点阐述,采用直线拟合求十字线交点的方法保证了测量精度。
关键词 自准直仪 CCD 图像处理
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发射望远镜的设计与装调 被引量：20
18
作者 孙敬伟 吕天宇 +1 位作者 姚丽双 刘杰 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期369-375,共7页
根据发射望远镜的结构特点,设计了口径为270mm的梅逊反射无焦卡塞格林式发射望远镜并对其进行了装调与检测以满足激光发射及激光准直性的要求。基于光学原理确定了同轴反射式光学结构的设计方法和系统参数。用有限元分析方法对比桁架式... 根据发射望远镜的结构特点,设计了口径为270mm的梅逊反射无焦卡塞格林式发射望远镜并对其进行了装调与检测以满足激光发射及激光准直性的要求。基于光学原理确定了同轴反射式光学结构的设计方法和系统参数。用有限元分析方法对比桁架式与圆筒式主支撑结构以及三翼梁和四翼梁次镜支撑结构在不同工况下的变形,选定桁架式三翼梁支撑结构用于该望远镜。通过设计适当的主、次镜装调结构,配合干涉仪和自准直平面镜,分析了次镜偏心引起的系统像差,得到灵敏度矩阵并用于系统的装调和检测。得到的结果显示系统的波前误差RMS为0.146 7λ,PV为0.73941λ(λ=632nm)。检测结果表明,桁架式结构的镜头能满足发射望远镜系统对像质的要求,可实现激光发射并保证激光的准直性。 展开更多
关键词 发射望远镜 桁架 调整机构 偏心误差 灵敏度矩阵 自准直检验
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脉宽调制技术在CCD光电自准直仪中的应用 被引量：5
19
作者 高敏 卞正兰 +2 位作者 董作人 方祖捷 瞿荣辉 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2010年第5期892-895,共4页
为了解决室外环境变化（如温度、雨雪、烟雾及沙尘等）对CCD光电自准直仪测量工作的影响,介绍了一种与CCD曝光时间同步的自动反馈脉宽调制（PWM）数字调控照明光源光强的方法,使光电自准直仪在环境条件变化和整个测角量程范围内,都可获... 为了解决室外环境变化（如温度、雨雪、烟雾及沙尘等）对CCD光电自准直仪测量工作的影响,介绍了一种与CCD曝光时间同步的自动反馈脉宽调制（PWM）数字调控照明光源光强的方法,使光电自准直仪在环境条件变化和整个测角量程范围内,都可获得较高信噪比,保证了系统的测量精度。实验结果表明：环境温度在-40~60℃之间变化时,光电自准直仪在±3 600＂全量程范围内具有良好的线性度,分辨率0.2＂,测量精度±3＂。表明这一技术有效克服了坏境因素对测量稳定性的影响,扩大了CCD光电自准直仪的动态范围,并具有简易可控的优点。 展开更多
关键词 脉宽调制 CCD光电自准直仪 自动反馈 野外条件
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大口径光学系统的镜面视宁度检测 被引量：12
20
作者 杨飞 安其昌 +3 位作者 张静 赵宏超 郭鹏 姜海波 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期2572-2579,共8页
为了保证大口径光学镜面加工检测的质量和效率,提出了提高大口径光学系统镜面视宁度检测精度的方法。利用电子自准直仪以及平面镜确定波前斜率,推导了基于斜率信息与镜面视宁度之间的关系。为了提高测量精度,突破单台自准直仪精度限制,... 为了保证大口径光学镜面加工检测的质量和效率,提出了提高大口径光学系统镜面视宁度检测精度的方法。利用电子自准直仪以及平面镜确定波前斜率,推导了基于斜率信息与镜面视宁度之间的关系。为了提高测量精度,突破单台自准直仪精度限制,采用三台自准直仪进行互标校。为了进一步降低误差,使用六自由度平台支撑立方反射体,使精度提高至0.01″量级。另外,结合频响函数的相关理论,估计得到了六自由度平台在检测环境下所引入的误差。最后,引入标准化点源敏感性(PSSn)对结果进行评价,并开展了数值仿真实验。针对模拟镜面视宁度,分别计算两个方向的斜率功率谱以及原始波前功率谱,然后利用之前给出的功率谱与PSSn之间的关系得到了两个方向的PSSn均为0.999。该镜面视宁度测量方法可以在模拟望远镜实际工况下,完成对于系统主镜视宁度的定量预测。 展开更多
关键词 光学检测 镜面视宁度 大口径光学系统 功率谱 自准直仪
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