一种近红外激光测距仪光轴一致性检测装置的制作方法

1.本实用新型涉及光学测量仪器技术领域，尤其涉及一种近红外激光测距仪光轴一致性检测装置。


背景技术：

2.随着现代光电子技术的飞速发展，作为光电子技术应用之一的激光测距技术也日趋成熟，各种类型的脉冲激光测距机及光电设备大量装备部队，标志着激光测距技术进入一个新的发展时代。脉冲激光测距机最早最重要的应用是在军事上，它能迅速准确地给出目标的距离数据，敌对双方都想利用这一点来赢得战场上最大有效距离下的首发命中。因此，军方最关心的是距离准确性和测距能力。由此看来，准确性的校准是至关重要的。
3.衡量脉冲激光测距仪准确性的最重要参数是光轴一致性，激光发射、接收光轴一致性是其测距性能的保障，发射、接收光轴一致性不好的测距仪，其对较远测距目标的准测率不会太高。因此，脉冲激光测距仪的发射与接收光轴一致性检测非常重要。发射激光波长范围在800nm
‑
1700nm的近红外脉冲激光的测距仪是一种常见的激光测距仪，但这种测距仪发射的激光肉眼不可见，激光脉冲持续时间短，给光轴一致性检测带来了诸多困难。因此，如何能够提供一种测量精准、实用性强的光轴一致性检测方式成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

4.本实用新型提供了一种近红外激光测距仪光轴一致性检测装置，解决相关技术中存在的光轴一致性检测的测量精度低的问题。
5.作为本实用新型的一个方面，提供一种近红外激光测距仪光轴一致性检测装置，其中，包括：复合靶板、分划投影仪、近红外激光测距仪、红外热像仪、摄像装置和上位机，所述近红外激光测距仪的轴线与所述复合靶板的表面垂直，所述分划投影仪和所述摄像装置分别位于所述近红外激光测距仪的两侧，且所述分划投影仪的轴线与所述摄像装置的轴线垂直，所述红外热像仪与所述摄像装置的两个光轴平行，所述红外热像仪和所述摄像装置均与所述上位机通信连接；
6.所述分划投影仪能够将十字分划投影到所述复合靶板上，且所述十字分划能够分别位于所述摄像装置和所述红外热像仪的像面中心；
7.所述近红外激光测距仪能够通过瞄准所述十字分划向所述复合靶板发射近红外激光；
8.所述复合靶板能够形成激光光斑并吸收所述近红外激光；
9.所述摄像装置能够采集所述复合靶板上的十字分划的图像，并将所述十字分划的图像发送至所述上位机；
10.所述红外热像仪能够采集所述复合靶板上的激光光斑的图像，并将所述激光光斑的图像发送至所述上位机；
11.所述上位机能够根据所述十字分划的图像和所述激光光斑的图像进行图像分析后得到近红外激光测距仪光轴一致性的检测结果。
12.进一步地，所述复合靶板包括：靶面层、中间层和背面层，所述中间层位于所述靶面层和所述背面层之间，所述靶面层朝向所述近红外激光测距仪，所述靶面层包括红外吸收剂涂料，所述中间层包括近红外激光吸收层，所述背面层包括导热层。
13.进一步地，所述近红外激光吸收层的吸收系数不小于5.0
×
10
‑3（1/cm）。
14.进一步地，所述导热层的导热系数不大于0.05 w/（m*k）。
15.进一步地，所述近红外激光测距仪光轴一致性检测装置还包括导轨，所述近红外激光测距仪位于所述导轨上，所述近红外激光测距仪能够在所述导轨的轨道上沿垂直于所述复合靶板的方向移动。
16.进一步地，所述摄像装置包括cmos摄像机。
17.进一步地，所述红外热像仪包括凝视型红外热像仪。
18.进一步地，所述上位机包括以色列ci公司的dlt&npt红外测试系统。
19.本实用新型提供的近红外激光测距仪光轴一致性检测装置，通过复合靶板能够实现对近红外激光的高吸收绿，从而使得热成像仪能够采集到更为清晰的激光光斑的图像，进而提高了测量精度；另外，十字分划通过分划投影仪投影到复合靶板靶面层，相比于刻画分划的方法，投影法不影响靶面层涂层，进而不会对激光器在靶面层上形成光斑造成影响。
附图说明
20.附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。
21.图1为本实用新型提供的近红外激光测距仪光轴一致性检测装置的结构示意图。
22.图2为本实用新型提供的复合靶板的结构示意图。
具体实施方式
23.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
24.为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
25.需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包括，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
26.在本实施例中提供了一种近红外激光测距仪光轴一致性检测装置，图1是根据本
实用新型实施例提供的近红外激光测距仪光轴一致性检测装置的结构示意图，如图1所示，包括：复合靶板1、分划投影仪2、近红外激光测距仪3、红外热像仪4、摄像装置5和上位机7，所述近红外激光测距仪4的轴线与所述复合靶板1的表面垂直，所述分划投影仪2和所述摄像装置5分别位于所述近红外激光测距仪3的两侧，且所述分划投影仪2的轴线与所述摄像装置5的轴线垂直，所述红外热像仪4与所述摄像装置5的两个光轴平行，所述红外热像仪4和所述摄像装置5均与所述上位机7通信连接；
27.所述分划投影仪2能够将十字分划投影到所述复合靶板1上，且所述十字分划能够分别位于所述摄像装置5和所述红外热像仪4的像面中心；
28.所述近红外激光测距仪3能够通过瞄准所述十字分划向所述复合靶板1发射近红外激光；
29.所述复合靶板1能够形成激光光斑并吸收所述近红外激光；
30.所述摄像装置5能够采集所述复合靶板1上的十字分划的图像，并将所述十字分划的图像发送至所述上位机7；
31.所述红外热像仪4能够采集所述复合靶板1上的激光光斑的图像，并将所述激光光斑的图像发送至所述上位机7；
32.所述上位机7能够根据所述十字分划的图像和所述激光光斑的图像进行图像分析后得到近红外激光测距仪光轴一致性的检测结果。
33.本实用新型实施例提供的近红外激光测距仪光轴一致性检测装置，通过复合靶板能够实现对近红外激光的高吸收绿，从而使得热成像仪能够采集到更为清晰的激光光斑的图像，进而提高了测量精度；另外，十字分划通过分划投影仪投影到复合靶板靶面层，相比于刻画分划的方法，投影法不影响靶面层涂层，进而不会对激光器在靶面层上形成光斑造成影响。
34.需要说明的是，在本实用新型中，近红外激光具体指的是波长范围在800nm
‑
1700nm的红外激光。
35.在一些实施例中，如图2所示，所述复合靶板1包括：靶面层11、中间层12和背面层13，所述中间层12板位于所述靶面层11和所述背面层13之间，所述靶面层11朝向所述近红外激光测距仪，所述靶面层11包括红外吸收剂涂料，所述中间层12包括近红外激光吸收层，所述背面层13包括导热层。
36.在一些实施方式中，所述近红外激光吸收层为高吸收层，具体地近红外激光吸收层的吸收系数不小于5.0
×
10
‑3（1/cm）。
37.在一些实施方式中，所述导热层为低导热层，具体地，所述导热层的导热系数不大于0.05 w/（m*k）。
38.具体地，如图1所示，所述近红外激光测距仪光轴一致性检测装置还包括导轨6，所述近红外激光测距仪3位于所述导轨6上，所述近红外激光测距仪3能够在所述导轨6的轨道上沿垂直于所述复合靶板1的方向移动。
39.应当理解的是，导轨6垂直于复合靶板1，且导轨6具体可以为高精度导轨，根据被测激光的不同，其波长也不同，故工作距不同，因而可以通过调节导轨6的滚动丝杆，实现工作距的调整。
40.在一些实施方式中，所述摄像装置5包括cmos摄像机。
41.在一些实施方式中，所述红外热像仪4包括凝视型红外热像仪。
42.应当理解的是，所述红外热像仪4采用凝视型红外热像仪对激光光斑成像，对高速和瞬态的激光成像效果更好。
43.在一些实施方式中，所述上位机7包括以色列ci公司的dlt&npt红外测试系统。
44.应当理解的是，所述上位机7对十字分划的图像以及激光光斑的图像进行线性平滑、阈值分割等处理，并计算出激光光斑的中心位置、光轴一致性等参数，完成对近红外激光测距仪光轴一致性的检测。
45.在本实用新型实施例中，通过所述近红外激光测距仪光轴一致性检测装置进行近红外激光测距仪光轴一致性检测时，具体过程可以包括：
46.在使用时首先要标定摄像装置5，对摄像装置5内部参数和外部参数进行标定，然后用分划投影仪2将十字分划投影到复合靶板1靶面上，再调节摄像装置5，使十字分划成像在摄像装置5像面中心。接下来将近红外激光测距仪3的瞄准器瞄准十字分划中心，近红外激光测距仪3的发射器发射激光，然后用凝视型的红外热像仪4采集图像，并将图像数据传输给上位机7。最后上位机7对凝视型红外热像仪4采集到的图像进行线性平滑、阈值分割等处理，并计算出激光光斑的中心位置、光轴一致性等参数，完成对近红外激光测距仪光轴一致性的检测。
47.综上，本实用新型实施例提供的近红外激光测距仪光轴一致性检测装置，具有以下优点：
48.1）采用三层复合靶板，第一层靶面为红外吸收剂涂料，第二层为近红外激光高吸收材料，第三层为低导热材料。第一层和第二层保证了复合靶板对波长范围在800nm
‑
1700nm的近红外激光的高吸收率，第三层的低导热材料保证了热像仪能观测到更为清晰的激光热像光斑，提高了测量精度。
49.2）十字分划通过分划投影仪投影到复合靶板靶面，相比于刻画分划的方法，投影法不影响靶面涂层，进而不会对激光器在靶面上形成光斑造成影响。
50.3）近红外激光测距仪固定在高精度导轨上，根据被测激光不同，其波长不同，故其工作距不同，通过调节高精度导轨滚动丝杆，实现工作距的程控调整，增加了测量装置的实用性。
51.4）采用凝视型红外热像仪对激光光斑成像，凝视型红外热像仪相对准凝视型红外热像仪分辨率高，灵敏度高，最小可分辨温差小，对高速和瞬态的激光成像效果更好，进而提高了光轴一致性的检测精度。
52.作为本实用新型的另一实施例，提供一种近红外激光测距仪光轴一致性检测方法，其中，包括：
53.标定摄像装置；
54.通过分划投影仪将十字分划投影到复合靶板上；
55.调节所述摄像装置，以使所述十字分划的成像位于所述摄像装置的像面中心；
56.通过所述摄像装置采集所述十字分划的图像，并将所述十字分划的图像发送至上位机；
57.通过近红外激光测距仪瞄准所述复合靶板的十字分划的中心，并向所述复合靶板发射近红外激光；
58.通过红外热像仪采集所述复合靶板上形成的激光光斑的图像，并将所述激光光斑的图像发送至上位机；
59.所述上位机能够分别对所述十字分划的图像和所述激光光斑的图像进行图像处理，得到近红外激光测距仪光轴一致性的检测结果。
60.本实用新型实施例提供的近红外激光测距仪光轴一致性检测方法，通过复合靶板能够实现对近红外激光的高吸收绿，从而使得热成像仪能够采集到更为清晰的激光光斑的图像，进而提高了测量精度；另外，十字分划通过分划投影仪投影到复合靶板靶面层，相比于刻画分划的方法，投影法不影响靶面层涂层，进而不会对激光器在靶面层上形成光斑造成影响。
61.在一些实施方式中，所述近红外激光测距仪光轴一致性检测方法具体包括以下步骤：
62.s1，标定cmos摄像机，对cmos摄像机内部参数和外部参数进行标定；
63.s2，用分划投影仪将十字分划投影到复合靶板靶面上；
64.s3，调节cmos摄像机，使十字分划成像在cmos摄像机像面中心；
65.s4，用近红外激光测距仪瞄准器瞄准十字分划中心，发射器发射激光；
66.s5，用凝视型红外热像仪采集图像，并将图像数据传输给上位机；
67.s6，上位机对图像进行处理，得到激光光斑的中心位置、光轴一致性等参数。
68.关于本实用新型实施例提供的近红外激光测距仪光轴一致性检测方法的具体工作过程可以参照前文的近红外激光测距仪光轴一致性检测装置的描述，此处不再赘述。
69.可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。