一种用于武装飞机侦察相机光轴的校靶仪制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于武装飞机侦察相机光轴的校靶仪，包括安装在机壳内部的光学系统、图像处理单元和惯性测量仪组成；所述惯性测量仪的航向轴方向与光学系统的光轴方向保持一致；所述的光学系统包括光源和聚焦透镜组，光源经过聚焦透镜组后平行出射至侦察相机镜头,侦察相机包括相机镜头和设置在相机镜头焦点处的图像传感器，图像传感器输出的视频图像信号通过联接电缆传输至图像处理单元。本实用新型专利技术通过光学系统与惯性测量仪相组合实现了侦察相机轴向平行性的校准，这种校靶方法标校精度高，使用方便快捷，克服了传统主观测量存在的判读误差，增加了校靶的自动化程度。

【技术实现步骤摘要】
一种用于武装飞机侦察相机光轴的校靶仪
本技术属于武器装备
，涉及一种用于武装飞机侦察相机光轴的校靶仪。
技术介绍
武装飞机（直升机）可以携带导弹、火箭、航炮、炸弹等多种武器，对敌目标实施空中打击，打击效果依赖于武器系统的精度。但在实际使用中，由于受温度、冲击、振动及疲劳变形等因素的影响，武器系统的瞄准精度会发生变化，因此需要采用校靶仪定时对飞机（直升机）的武器系统的轴向进行标校，简称校靶。校靶是使武器系统各装置的光、电、机械轴线与基准坐标轴线协调一致或保持一定的空间位置关系的所有校准、调整操作的总称，它是一项经常性的、直接关系到机载武器命中率及整个武器系统任务效率的重要工作。现有的校靶方法是采用原始的顶飞机、对准、立靶标或画靶图、再调整的方法进行武器系统校靶，这种校靶方法费时费力、效率低、精度低，而且校靶设备的结构复杂，严重制约着校靶工作的效率、武器命中率和大机群出动的速度。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种用于武装飞机侦察相机光轴的校靶仪，可快速、准确、高自动化的标校出武器系统的轴向偏差，实现红外相机和可见光相机系统及其他相关轴的轴向校准，它不仅适用于飞机（直升机）在陆地停放下的校靶，更适用于舰载情况下的小空间动态校靶，具有通用性强、智能化程度高、效率显著的特点。本技术的技术方案如下：一种用于武装飞机侦察相机光轴的校靶仪，包括安装在机壳内部的光学系统、图像处理单元和惯性测量仪组成；所述惯性测量仪的航向轴方向与光学系统的光轴方向保持一致；所述的光学系统包括光源和聚焦透镜组，光源经过聚焦透镜组后平行出射至侦察相机镜头,侦察相机包括相机镜头和设置在相机镜头焦点处的图像传感器，图像传感器输出的视频图像信号通过联接电缆传输至图像处理单元。上述用于武装飞机侦察相机光轴的校靶仪中，所述的光学系统还包括在聚焦透镜组光轴上设置的第一胶合半反棱镜，所述的光源为在第一胶合半反棱镜的反射光路上设置的钨丝灯。上述用于武装飞机侦察相机光轴的校靶仪中，所述钨丝灯和第一胶合半反棱镜之间设置有十字形光阑。上述用于武装飞机侦察相机光轴的校靶仪中，所述的光学系统还包括在聚焦透镜组光轴上设置的第二胶合半反棱镜，所述的光源为在第二胶合半反棱镜的反射光路上设置的可见光激光器。上述用于武装飞机侦察相机光轴的校靶仪中，所述的可见光激光器为输出光斑为十字的绿光激光器。上述用于武装飞机侦察相机光轴的校靶仪中，所述的惯性测量仪为光纤捷联式惯性导航系统，所述的图像传感器为CCD传感器。上述用于武装飞机侦察相机光轴的校靶仪中，校靶仪主机上还设置有显示屏。上述用于武装飞机侦察相机光轴的校靶仪中，侦察相机包括可见光相机和近红外相机。本技术的有益技术效果如下：1、本技术通过光学系统与惯性测量仪相组合实现了侦察相机轴向平行性的校准，经计算机判读和运算能够自动测量出当前时刻侦察相机光轴的轴向偏差。这种校靶方法标校精度高，使用方便快捷，克服了传统主观测量存在的判读误差，增加了校靶的自动化程度，不仅适用于飞机（直升机）在维护和装配情况下使用，还可在舰载、机库、强风或狭小而杂乱的工作空间下使用，将操作人员从繁杂而冗长的校靶过程中解放出来。2、本技术在整个校靶过程中只有校靶仪上的自带的高精度惯导存在漂移误差，对于控制在1小时以内的校靶过程来说，惯导漂移较小，而且系统采用CCD图像显示和计算机运算，全程均通过传感器直接检查，避免了人眼判读带来的误差，这就大大提高了校靶系统的精度，设备体积小，重量轻，可手持操作，同时采用模块化设计，维修性好，互换性好，容易拓展到所有武装飞机（直升机）。附图说明图1为本技术校靶仪主机的组成原理示意图；图2为本技术校靶仪光学系统的组成原理图；图3为本技术校靶仪中钨丝灯光源用于武器相机校准原理图；图4为本技术校靶仪中可见光激光器用于武器相机校准原理图；图5为本专利技术斜入射光线引起的成像偏差原理示意图；图6为本技术校靶仪中光学系统和惯导组合实现空间姿态参数测量原理图。附图标记如下：1-光学系统；2-图像处理单元；3-显示屏；4-惯性测量仪；5-机壳；6-镜筒；8-侦察相机；9-联接电缆；10-光轴；11-次镜；12-主镜；13-第一胶合半反棱镜；14-第二胶合半反棱镜；15-图像传感器；16-光阑；17-钨丝灯；18-可见光激光器；20-主控单元；21-像点；70-相机镜头。具体实施方式如图1-5所示，校靶仪系统由校靶仪主机、主控单元20、基准平面镜61及其工装、武器系统转接件、三脚架和连接电缆9组成。图2中，校靶仪主机包括安装在机壳5内部的光学系统1、图像处理单元2、显示屏3和惯性测量仪4组成；其中惯性测量仪的航向轴方向与光学系统1的光轴方向保持一致。侦察相机8包括相机镜头70和设置在相机镜头70焦点处的图像传感器15。图像传感器15输出的视频图像信号通过联接电缆9传输至图像处理单元2。光学系统1包括依次按照光轴10方向同轴设置的次镜11、主镜12、第一胶合半反棱镜13和第二胶合半反棱镜14，次镜11和主镜12均为中空结构，空间位置上构成了聚焦透镜组；在第一胶合半反棱镜13、第二胶合半反棱镜14的反射光路上分别设置有钨丝灯17和可见光激光器18，钨丝灯17和第一胶合半反棱镜13之间设置有十字形光阑16，可见光激光器18为输出光斑为十字的绿光激光器，光斑呈十字，发散角不大于0.2mrad。钨丝灯17发射光谱为0.47～5μm，兼顾可见光、近红外和中红外，光学系统安装在镜筒6内。如图3和图4所示，应用时，钨丝灯17发光，通过十字光阑16后入射到第一胶合半反棱镜13上，再反射到由次镜11、主镜12组成的卡式系统中，从而准直输出到相机镜头70上，钨丝灯17可在可见光相机和红外相机上成像；也可以由绿光十字激光器18发射准直十字激光，经第二胶合半反棱镜14反射后直接通过次镜11的中心通光孔传输到相机镜头70上，利用此光路可对可见光相机轴线进行校靶。系统调试中可见光激光器18发出的激光与钨丝灯17和光阑16组合发出的光具有较高的同轴度，故光学系统为自准直系统。惯性测量仪4采用市售的光纤捷联式惯性导航系统，基于光纤陀螺原理，体积小、重量轻，以方便手持测量，光纤捷联惯性导航组件由高精度三轴光纤陀螺和加速度计组成，安装在校靶仪主机的基机壳上，与准直光学测量组件轴向平行放置，主要用于实时测量校靶仪主机的姿态角。光纤捷联惯性导航通过测量载体的转动角速率和加速度信息，高速实时计算出载体的航向角、俯仰角、横滚角等数据信息。图像处理单元2对图像传感器15的成像视频数据进行处理和计算，校靶仪主机上安装有一块显示屏3，主要用于控制指令的输入和测量结果的显示，选用8寸液晶显示屏，带触屏功能，用于开机后校靶模式、校靶时间、机型、机号等数据输入和的选择，同时可以显示两惯性导航的测量误差、成像位置和校靶测量结果。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于武装飞机侦察相机光轴的校靶仪，其特征在于：包括安装在机壳（5）内部的光学系统（1）、图像处理单元（2）和惯性测量仪（4）组成；所述惯性测量仪（4）的航向轴方向与光学系统（1）的光轴方向保持一致；所述的光学系统（1）包括光源和聚焦透镜组，光源经过聚焦透镜组后平行出射至侦察相机镜头（70）, 侦察相机（8）包括相机镜头（70）和设置在相机镜头（70）焦点处的图像传感器（15），图像传感器（15）输出的视频图像信号通过联接电缆（9）传输至图像处理单元（2）。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于武装飞机侦察相机光轴的校靶仪，其特征在于：包括安装在机壳（5）内部的光学系统（1）、图像处理单元（2）和惯性测量仪（4）组成；所述惯性测量仪（4）的航向轴方向与光学系统（1）的光轴方向保持一致；所述的光学系统（1）包括光源和聚焦透镜组，光源经过聚焦透镜组后平行出射至侦察相机镜头（70）,侦察相机（8）包括相机镜头（70）和设置在相机镜头（70）焦点处的图像传感器（15），图像传感器（15）输出的视频图像信号通过联接电缆（9）传输至图像处理单元（2）。


2.根据权利要求1所述的用于武装飞机侦察相机光轴的校靶仪，其特征在于：所述的光学系统还包括在聚焦透镜组光轴上设置的第一胶合半反棱镜（13），所述的光源为在第一胶合半反棱镜（13）的反射光路上设置的钨丝灯（17）。


3.根据权利要求2所述的用于武装飞机侦察相机光轴的校靶仪，其特征在于：所述钨丝灯（17）和第一胶合半反棱镜（13）之间设置有...

【专利技术属性】
技术研发人员：周士国，冯建新，卿宇，
申请(专利权)人：航天金鹏科技装备北京有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11