在试验台上，将大口径抛物面反射镜1从光 轴定位导轨2 -侧滑入，并锁定在某个位置。将复合模拟光源3从导轨另一侧滑入，在距离 抛物面反射镜1焦距位置锁定复合模拟光源3。调整复合模拟光源3的十字祀标，使十字祀 标中屯、高度与抛物面反射镜中屯、高度一致，十字祀标中屯、定位在抛物面镜光轴5上。
[0022] 二、基准光轴对准
[0023] 如图1所示，将被测设备7放置在复合模拟光源3 -侧，并将被测设备7与图像处 理计算单元4连接好。根据被测设备基准光轴6是可见光载荷还是红外载荷，开启相应的模 拟光源。转动被测设备，使模拟十字光源经抛物面反射镜成像在被测设备作为基准光轴光 学载荷的视场中。调整光学载荷为最小视场角状态，并调整焦距使十字光源成像清晰。利 用被测设备控制软件或操控键盘手动锁定十字光源的中屯、，直到模拟十字光源与光学载荷 视场中屯、十字重合，并进入稳定跟踪状态，输出脱祀量为0。此时即实现了基准光轴对准。
[0024] =、光轴偏差确定
[0025] 如果测量激光光轴与基准光轴6的偏差，则开启激光设备，激光设备发出的激光 经抛物面反射镜反射后汇聚到模拟十字光源的中屯、附近。此时，可在作为基准光轴的光学 载荷视场中看到激光光斑。利用图像处理计算单元上的图像处理软件手动锁定激光光斑， 可使用重屯、跟踪方式锁定跟踪光斑的中屯、，当进入稳定跟踪状态，脱祀量恒定不变时，记录 此时的脱祀量W及光学载荷此时的焦距值。
[0026] 如果测量红外载荷或可见光载荷与基准光轴的偏差，则开启相应的被测光学载 荷，利用图像处理计算单元上的图像处理软件采集其输出的视频图像。调整被测光学载荷 为最小视场角状态，并调整焦距使十字光源成像清晰。利用图像处理软件手动锁定十字光 源的中屯、，并进入稳定跟踪状态。脱祀量恒定不变时，记录此时的脱祀量W及被测光学载荷 此时的焦距值。
[0027] 四、光轴平行度计算
[002引将记录的脱祀量值狂，Y)、光学载荷焦距值F和对应光学载荷的像元素尺寸D输 入光轴平行度计算软件。
[0029] 其中，X和Y分别为激光光斑中屯、或十字光源中屯、在视场横向和纵向上的脱祀量 值，则光轴平行度偏差0计算公式为：
[0030]
【主权项】
1. 一种光轴平行度精确测量系统，其特征在于，包括： 光轴定位导轨（2)，固定在试验台上，具有刻度； 抛物面反射镜（1)，锁定在所述光轴定位导轨（2)上； 复合模拟光源（3)，锁定在所述光轴定位导轨（2)上，定位在所述抛物面反射镜（3)的 隹占处. 图像处理计算单元（4)，电连接被测设备（3); 以及，所述被测设备（7)设置在所述复合模拟光源（3) -侧。
2. 根据权利要求1所述的光轴平行度精确测量系统，其特征在于，所述复合模拟光源 (3)为十字光源。
3. -种光轴平行度精确测量方法，其特征在于，包括： 51、 将具有刻度的光轴定位导轨（2)固定在试验台上； 52、 将抛物面反射镜（1)锁定在所述光轴定位导轨（2)上； 53、 将复合模拟光源（3)锁定在所述光轴定位导轨（2)上并定位在所述抛物面反射镜 (3)的焦点处； 54、 将被测设备（7)设置在所述复合模拟光源（3) -侧； 55、 所述复合模拟光源（3)向所述抛物面反射镜（1)发射可见光或红外光； 56、 被测设备（7)接收所述抛物面反射镜（1)反射的可见光或红外光的平行光线； 57、 被测设备（7)将视频图像输出给图像处理计算单元（4)，利用所述图像处理计算单 元（4)上的图像处理软件手动锁定十字光源的中心，进入稳定跟踪状态，脱靶量恒定不变 时，记录脱靶量以及光学载荷此时的焦距值，将脱靶量值、光学载荷像元尺寸和此时的焦距 值输入光轴平行度计算软件，光轴平行度自动计算并显示。
4. 根据权利要求3所述的光轴平行度精确测量方法，其特征在于，包括： 58、 被测设备（7)向抛物面反射镜（1)发射激光，在所述复合模拟光源（3)上形成光 斑； 59、 所述被测设备（7)的光学载荷锁定所述光斑，将视频图像输出给图像处理计算单 元（4)，利用所述图像处理计算单元（4)上的图像处理软件手动锁定激光光斑，使用重心跟 踪方式锁定跟踪光斑的中心，当进入稳定跟踪状态，脱靶量恒定不变时，记录此时的脱靶量 以及光学载荷此时的焦距值。
5. 根据权利要求3或4所述的光轴平行度精确测量方法，其特征在于， 利用被测设备的图像跟踪功能手动锁定所述复合模拟光源（3)的光源中心，实现对光 源的自动跟踪，始终将所述光源中心锁定在视场中心，以实现光轴基准的精确对准。
6. 根据权利要求3所述的光轴平行度精确测量方法，其特征在于，在步骤S7之前，包 括： S10、调整所述被测设备（7)中的光学载荷为最小视场角状态，并调整焦距使光源成像 清晰。
【专利摘要】本发明提供一种光轴平行度精确测量系统及方法。本发明的系统包括，光轴定位导轨，固定在试验台上，具有刻度；抛物面反射镜，锁定在所述光轴定位导轨上；复合模拟光源，锁定在所述光轴定位导轨上，定位在所述抛物面反射镜的焦点处；图像处理计算单元，电连接被测设备；以及，所述被测设备设置在所述复合模拟光源一侧。本发明采用光轴定位导轨将复合光源模拟器精确定位在大口径抛物面反射镜的焦点处，以减小测量误差；采用图像识别跟踪方式实现对十字光源的自动跟踪，有效提高基准光轴的对准速度和精度；采用图像处理软件跟踪识别光轴偏移脱靶量，消除操作人员对光轴偏差识别计算的主观误差，提高了光轴平行度的测量精度。
【IPC分类】G01B11-26
【公开号】CN104567738
【申请号】CN201410843627
【发明人】丁楠, 段荣, 朱娜
【申请人】北京航天控制仪器研究所
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月30日