一种快速反射镜角度标定方法及系统与流程

本发明涉及光电跟踪，特别涉及一种快速反射镜角度标定方法及系统。

背景技术：

1、快速反射镜(fast steering mirror)，作为复合轴光电跟踪系统的十分关键的组成部分，在复合轴光电跟踪系统中其功能是精准地控制跟踪光束的指向，从而实现光电跟踪系统对目标的精准且稳定跟踪。信息化作战不断发展，需要跟踪的目标的距离越来越远，从而对跟踪光束的指向精度的要求也越来越高。因此快速反射镜高精度指向性能很大程度上决定了复合轴光电跟踪系统的跟踪性能，快速反射镜系统中的位移传感器的测量精度又很大程度上决定了快速反射镜的指向精度。

2、快速反射镜要实现高精度指向的前提是：需要高分辨率、高精度的位移传感器来对快速反射镜的二维角度进行测量，测量结果作为快速反射镜主控模块的位置反馈信息对音圈电机等驱动器进行闭环控制。目前用于音圈电机式快速反射镜中运动角度测量传感器的主要有电涡流传感器、电容传感器、光电类传感器等。其中，电涡流传感器被广泛应用在音圈电机式快速反射镜当中，该种传感器具有测量精度高，响应速度快，环境适应性强等优点。

3、但是，位移传感器读数值通常为a/d(analog to digital)数字信号，并不能直接反映快速反射镜的真实角度值。因此，需要对位移传感器读数值与快速反射镜实际角度两者之间的对应关系进行标定。现有技术中，一种解决方案为采用将输入信号幅值与快速反射镜偏转角度进行简单的比例换算的方法进行角度标定，该方法是建立在假设快速反射镜系统线性度良好的情况下，但快速反射镜系统并不完全是一个线性系统，因此标定精度不高。另一种解决方案采用分段多项式拟合的方法对快速反射镜系统进行标定，不过会出现分段点的如何选取以及可能导致分段点处的误差较大等问题。

技术实现思路

1、本发明实施例的目的是提供一种快速反射镜角度标定方法及系统，通过双线性插值法对电涡流传感器与快速反射镜运动角度进行标定，使得快速反射镜具有良好的指向精度和线性度，减小了传统方法分别对x轴和y轴进行多项式拟合的误差，适用于更大角度的快速反射镜极大地提高了快速反射镜的精度。

2、为解决上述技术问题，本发明实施例的第一方面提供了一种快速反射镜角度标定方法，包括如下步骤：

3、依据若干个预设角度值控制快速反射镜镜面转动；

4、获取与所述若干个预设角度制一一对应的电涡流传感器的检测信号值，所述检测信号值包括：x轴信号数值、y轴信号数值；

5、基于若干个预设角度值及对应的检测信号值，构建角度标定模型；

6、基于所述角度标定模型，采用双线性插值法对所述电涡流传感器的实时检测信号进行校正。

7、进一步地，所述采用双线性插值法对所述电涡流传感器的实时检测信号进行校正，包括：

8、获取所述电涡流传感器的实时检测信号，得到所述实时检测信号中的x轴信号数值和y轴信号数值；

9、获取所述实时检测信号对应的插值点周围4个邻近采样点；

10、基于双线性插值法计算所述插值点对应的快速反射镜镜面二维运动角度。

11、进一步地，所述基于双线性插值法计算所述插值点对应的快速反射镜镜面二维运动角度，包括：

12、获取所述4个邻近采样点的坐标信息；

13、依据所述4个邻近采样点的坐标信息，采用基于双线性插值法计算所述插值点对应的快速反射镜镜面二维运动角度。

14、进一步地，所述快速反射镜镜面二维运动角度f3的计算公式如下：

15、

16、

17、

18、

19、

20、其中，(x0,y0)、(x1,y1)、(x2,y2)、(x3,y3)为二维坐标下的4个邻近采样点的坐标，4个邻近采样点分别对应的镜面二维运动角度值为f(x0,y0)、f(x1,y1)、f(x2,y2)、f(x3,y3)，f1为坐标点(x0,y0)和(x3,y3)作一阶线性插值得到(x,y4)对应的函数值，f2为坐标点(x1,y1)和(x2,y2)做一阶线性插值得到(x,y5)对应的函数值。

21、相应地，本发明实施例的第二方面提供了一种快速反射镜角度标定方法，镜面角度控制模块，其用于依据若干个预设角度值控制快速反射镜镜面转动；

22、检测信号获取模块，其用于获取与所述若干个预设角度制一一对应的电涡流传感器的检测信号值，所述检测信号值包括：x轴信号数值、y轴信号数值；

23、标定模型构建模块，其用于基于若干个预设角度值及对应的检测信号值，构建角度标定模型；

24、检测信号校正模块，其用于基于所述角度标定模型，采用双线性插值法对所述电涡流传感器的实时检测信号进行校正。

25、进一步地，所述检测信号校正模块包括：

26、信号数值获取单元，其用于获取所述电涡流传感器的实时检测信号，得到所述实时检测信号中的x轴信号数值和y轴信号数值；

27、采样点选取单元，其用于获取所述实时检测信号对应的插值点周围4个邻近采样点；

28、角度计算单元，其用于基于双线性插值法计算所述插值点对应的快速反射镜镜面二维运动角度。

29、进一步地，所述角度计算单元包括：

30、坐标信息获取子单元，其用于获取所述4个邻近采样点的坐标信息；

31、角度计算子单元，其用于依据所述4个邻近采样点的坐标信息，采用基于双线性插值法计算所述插值点对应的快速反射镜镜面二维运动角度。

32、进一步地，所述快速反射镜镜面二维运动角度f3的计算公式如下：

33、

34、

35、

36、

37、

38、其中，(x0,y0)、(x1,y1)、(x2,y2)、(x3,y3)为二维坐标下的4个邻近采样点的坐标，4个邻近采样点分别对应的镜面二维运动角度值为f(x0,y0)、f(x1,y1)、f(x2,y2)、f(x3,y3)，f1为坐标点(x0,y0)和(x3,y3)作一阶线性插值得到(x,y4)对应的函数值，f2为坐标点(x1,y1)和(x2,y2)做一阶线性插值得到(x,y5)对应的函数值。

39、相应地，本发明实施例的第三方面提供了一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述一个处理器执行的指令，所述指令被所述一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行上述快速反射镜角度标定方法。

40、相应地，本发明实施例的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，该指令被处理器执行时实现上述快速反射镜角度标定方法。

41、本发明实施例的上述技术方案具有如下有益的技术效果：

42、通过双线性插值法对电涡流传感器与快速反射镜运动角度进行标定，使得快速反射镜具有良好的指向精度和线性度，减小了传统方法分别对x轴和y轴进行多项式拟合的误差，适用于更大角度的快速反射镜极大地提高了快速反射镜的精度。