一种摆镜摆角精度检测方法与流程

本发明属于精密测量技术领域，尤其涉及一种摆镜摆角精度检测方法。

背景技术：

在摆扫式搜救光电平台快速飞行过程中，机械设备在搜索目标时往往需要快速摆扫以求搜索到尽可能大的面积。快速摆扫的光电平台中的可见光摄像机、红外摄像机等设备接收到的图像会有一定的延迟拖尾现象。为了消除这种现象，需要对图像进行一定的延迟补偿处理，在光学系统中加入摆镜，就能满足搜救设备快速、清晰成像的使用要求。

摆镜的复位摆角精度和摆角精度直接影响光学成像和伺服控制精度，故需要对摆镜的摆角精度进行检测。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种精度高，操作简便的摆镜摆角精度检测方法。

为了解决上述技术问题，本发明的摆镜摆角精度检测方法，包括以下步骤：

步骤1、摆镜复位摆角精度检测：

将摆镜和自准直仪安装在实验平台上，调整自准直仪的位置使自准直仪的光轴与摆镜上的反射镜垂直相交；控制摆镜在复位位置的正反两个方向多次摆动一个单位角度并读取自准直仪在x、y方向上的数值变化量，得到正反两个方向多个复位摆角检测值；根据设定的单位摆角期望值和多个复位摆角检测值计算复位摆角标准差，将复位摆角标准差作为摆镜复位摆角精度检测值；

步骤2、摆镜全程摆角精度检测：

控制摆镜在设定的全程摆角范围内摆动，每摆动一个单位角度读取自准直仪在x、y方向上的数值变化量，获得摆镜的全程摆角范围内的摆角检测值；根据全程摆角范围内的摆角检测值和全程摆角理论值获得摆镜的全程摆角精度检测值。

所述步骤1中，首先控制摆镜摆动一个单位角度，读取自准直仪在x、y方向上的数值变化量；然后控制摆镜复位，再控制摆镜向相反方向摆动一个单位角度，读取自准直仪在x、y方向上的数值变化量；重复该过程，得到正反两个方向多个复位摆角检测值。

所述步骤2中，采用下述方式获得摆镜的全程摆角范围内的摆角检测值：

首先控制摆镜复位，控制摆镜向一个方向摆动一个单位角度，读取自准直仪在x、y方向上的数值变化量；再控制摆镜继续向同一方向摆动一个单位角度，读取自准直仪在x、y方向上的数值变化量；重复该过程使摆镜达到工作极限位置，得到摆镜全程摆角范围一个方向上的多个摆角检测值；

控制摆镜复位，控制摆镜向另一个方向摆动一个单位角度，读取自准直仪在x、y方向上的数值变化量；控制摆镜继续向同一方向摆动一个单位角度，读取自准直仪在x、y方向上的数值变化量，重复上述过程使摆镜达到工作极限位置，得到摆镜全程摆角范围另一个方向上的多个摆角检测值。

所述步骤2中，还可以采用下述方式获得摆镜全程摆角范围内的摆角检测值：

首先控制摆镜摆动到一个工作极限位置，然后控制摆镜每次摆动一个单位角度直至摆镜摆动到另一个工作极限位置；摆镜每摆动一个单位角度，读取自准直仪在x、y方向上的数值变化量，以此得到摆镜全程摆角范围内的摆角检测值。

所述的步骤2中，根据摆镜全程摆角范围内的摆角检测值和对应的摆角理论值计算得到摆镜的全程摆角标准差；将全程摆角标准差作为摆镜的全程摆角精度检测值。

所述的步骤2中，还可以根据摆镜全程摆角范围内的摆角检测值拟合出摆镜的全程摆角曲线，根据摆镜的全程摆角曲线和理论摆角曲线计算出两者的相关系数，并将两者的相关系数作为摆镜的全程摆角精度检测值。

本发明的有益技术效果在于：结合光电检测技术，利用自准直仪作为摆角检测基准，测得摆镜的复位摆角精度检测值和全程摆角精度检测值，具有设计合理，结构简单，检测精度高的优点。

附图说明

图1是本发明的检测工装检测布局图。

图2是摆镜及其夹具结构示意图。

图3是本发明的摆镜摆角精度检测方法流程图。

图中，1.实验平台；2.基座；31.a工装夹具；32.b工装夹具；4.摆镜；5.自准直仪；6.调整架。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。

如图1、2所示，实现本发明摆镜摆角精度检测的检测工装包括实验平台1，基座2，a工装夹具31，b工装夹具32，摆镜4，自准直仪5；所述的基座2安装固定在实验平台3上，a工装夹具31通过螺栓与b工装夹具32连接并夹紧固定摆镜4；a工装夹具31和b工装夹具32分别通过螺钉安装固定在基座11上；自准直仪5通过调整架6置于实验平台1上。

实施例1

如图3所示，本发明的摆镜摆角精度检测方法，具体包括以下步骤：

步骤1、摆镜复位摆角精度检测：

调整自准直仪5在实验平台1上的位置，使自准直仪5的光轴与摆镜4上的反射镜垂直相交；控制摆镜4摆动一个单位角度，读取自准直仪5在x、y方向上的数值变化量；控制摆镜4复位，再控制摆镜4向相反方向摆动一个单位角度，读取自准直仪5在x、y方向上的数值变化量；重复以上步骤并进行数据采样，得到正反两个方向多个复位摆角检测值；根据设定的单位角度期望值和多个复位摆角检测值计算复位摆角标准差，将复位摆角标准差作为摆镜复位摆角精度检测值；

步骤2、摆镜全程摆角精度检测：

控制摆镜4复位，控制摆镜4向一个方向摆动一个单位角度，读取自准直仪5在x、y方向上的数值变化量；再控制摆镜4继续向同一方向摆动一个单位角度，读取自准直仪5在x、y方向上的数值变化量；重复以上步骤使摆镜4达到工作极限位置，得到摆镜4全程摆角范围内一个方向上的多个摆角检测值；

控制摆镜4复位，控制摆镜4向另一个方向摆动一个单位角度，读取自准直仪5在x、y方向上的数值变化量；控制摆镜4继续向同一方向摆动一个单位角度，读取自准直仪5在x、y方向上的数值变化量，重复以上步骤使摆镜4达到工作极限位置，得到摆镜4全程摆角范围内另一个方向上的多个摆角检测值；

根据摆镜4全程摆角范围内两个方向上的多个摆角检测值和多个摆角理论值计算得到摆镜4的全程摆角标准差；将全程摆角标准差作为摆镜4的全程摆角精度检测值。

实施例2

如图3所示，本发明的摆镜摆角精度检测方法，具体包括以下步骤：

步骤1、摆镜复位摆角精度检测：

调整自准直仪5在实验平台1上的位置，使自准直仪5的光轴与摆镜4上的反射镜垂直相交；控制摆镜4摆动一个单位角度，读取自准直仪5在x、y方向上的数值变化量；控制摆镜4复位，再控制摆镜4向相同方向摆动一个单位角度，读取自准直仪5在x、y方向上的数值变化量；重复以上步骤并进行数据采样，得到该方向多个复位摆角检测值；同理，控制摆镜4向相反方向重复摆动一个单位角度，得到该方向多个复位摆角检测值；根据设定的单位角度期望值和多个复位摆角检测值计算复位摆角标准差，将复位摆角标准差作为摆镜复位摆角精度检测值；

步骤2、摆镜全程摆角精度检测：

首先控制摆镜4摆动到一个工作极限位置，然后控制摆镜4向另一个工作极限位置方向，读取自准直仪5在x、y方向上的数值变化量；再控制摆镜4向该方向摆动一个单位角度，读取自准直仪5在x、y方向上的数值变化量；重复该过程直至摆镜4摆动到另一个工作极限位置；以此得到摆镜4全程摆角范围内的多个摆角检测值；

根据摆镜4全程摆角范围内的多个摆角检测值拟合出摆镜4的全程摆角曲线，根据摆镜4的全程摆角曲线和理论摆角曲线计算出两者的相关系数(即两者的相似度)，可以采用excel表格快速计算得出两者的相关系数也可以用matlab软件做相关系数的计算,将两者的相关系数作为摆镜4的全程摆角精度检测值。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例之一，并非用于限定本发明的保护范围，本发明中未作详细描述的内容均可以采用本领域内的现有技术。凡是根据本发明方法实质做出的实施例，均仍属于本发明方案的保护范围。