【技术实现步骤摘要】
本专利技术适用于激光通信、激光雷达、激光制导、红外对抗等领域中的扫描与跟踪系统，具体涉及一种合理选取双光楔扫描系统速度比的方法。
技术介绍
1、精确的光束扫描和指向是激光通信、激光雷达、激光制导、红外对抗等领域中的关键技术。基于这些应用，人们提出了多种扫描追踪方式，例如在激光雷达的光束指向控制系统中，提出了旋转多面体扫描、摆镜扫描等扫描追踪方式。综合来看，实现光束扫描和指向的方式可以归结为“万向转架”和“万向转镜”两大类。然而，这两种方式存在较大缺陷：万向转架机构体积大，惯量大，动态性能差，反应时间慢，对振动敏感，不利于载体平台安装及载体姿态平衡；万向转镜机构通常占用空间大，光束偏转对机械误差敏感，一般只适用于小视场扫描。为了弥补上述扫描追踪方式的缺陷，同时满足轻小型化的设计要求，人们提出了一种新的光束扫描和指向控制方式，即光楔扫描系统。相比之下，光楔扫描系统具有结构紧凑，指向精度高，光损耗小，动态性能好，对载体振动不敏感，扫描视场大等优点，在扫描追踪领域具有广阔的应用前景。
2、目前，光楔扫描系统多采用双光楔，双光楔扫描技术成熟度较高。双光楔扫描系统具有丰富的扫描轨迹图样，常见且容易实现的是花瓣形扫描轨迹，其花瓣形状与花瓣数量取决于系统选取的速度比。速度比能够影响扫描覆盖率和扫描时间，从而影响系统的扫描效率，因此，探究速度比与扫描轨迹之间的规律，以此为依据选取合理的速度比，能够在满足扫描视场覆盖率要求的同时尽量减小扫描时间，这对提高系统的扫描效率具有重要意义。
技术实现思路>
1、本专利技术的目的在于提供一种合理选取双光楔扫描系统速度比的方法，探究速度比与扫描轨迹之间的规律，为速度比的选取提供依据，提高系统扫描效率。
2、为实现本专利技术的目的，本专利技术提供的技术方案如下：
3、一种合理选取双光楔扫描系统速度比的方法，所述方法应用于双光楔扫描系统中，所述双光楔扫描系统由楔角相同、材料折射率相同的两个光楔组成，在扫描过程中，使两个光楔以不同的速度同向或反向旋转，可以得到形状不同、密集程度不同的花瓣形扫描轨迹。双光楔扫描系统的扫描效率与扫描轨迹覆盖率、完成全视场扫描所需时间等因素有关，且两者是相互制约的，通过选取合理的速度比，可以平衡扫描覆盖率及扫描时间，满足系统扫描效率的要求，所述方法包括如下步骤：
4、步骤s1：给出速度比及光楔1的转速；
5、步骤s2：计算扫描轨迹的花瓣数，用于表征扫描覆盖率；
6、步骤s3：计算完成全视场扫描时的轨迹点数，用于表征扫描时间；
7、步骤s4：根据步骤s2和s3的计算结果，综合评判系统扫描效率是否符合要求，若不符合要求，则返回步骤s1，调整速度比或光楔1的转速。
8、其中，所述速度比，是指光楔2与光楔1的转速之比，光楔1和光楔2的旋转角速度分别为ω1和ω2，速度比为m，则m＝ω2/ω1；扫描轨迹的花瓣数与速度比m的整数部分绝对值、小数部分绝对值及小数位数有关，速度比的小数部分绝对值用m表示，小数位数用n表示，其中，n≤2，花瓣数用nh表示；当速度比m为整数时，nh＝|m-1|；当m为小数时，若1/m为整数，则nh＝|m-1|/m；若1/m不为整数，当m×10n为5的倍数时，nh＝|m-1|×10n/5；其余的，当m×10n为奇数时，nh＝|m-1|×10n；当m×10n为偶数时，若n＝2且m×10n为4的倍数，则nh＝|m-1|×10n/4，否则nh＝|m-1|×10n/2。
9、其中，光楔1和光楔2的旋转角速度分别为ω1和ω2，单位为°/s，两者旋转一圈分别有|360/ω1|和|360/ω2|个轨迹点，以1s为间隔获取轨迹点；光楔1和光楔2同时从零位开始旋转，直到两者第一次同时回到零位时，则完成了一次全视场扫描，此时轨迹点数为|360/ω1|和|360/ω2|的最小公倍数。
10、其中，扫描轨迹覆盖率可由花瓣数表征，对于同一类型(即可用同一个公式计算花瓣数)的速度比，花瓣数越多，则扫描覆盖率越大；对于不同类型的速度比，扫描覆盖率不能单一由花瓣数表征，而需结合仿真的扫描轨迹图样及轨迹点数具体判断，花瓣数越多，轨迹点越多，扫描轨迹图样越密集，则扫描覆盖率越大。
11、其中，扫描时间可由轨迹点数表征，设轨迹点数用ng表示，扫描时间用t表示，则t＝ng(s)，轨迹点数越多，扫描时间越长。
12、其中，系统扫描效率与扫描覆盖率和扫描时间有关，扫描覆盖率越大，扫描时间越短，则系统扫描效率越高；扫描覆盖率与扫描时间是相互制约的，提高扫描覆盖率有利于提高扫描效率，但与此同时也会增加轨迹点数，即会增加扫描时间，从而降低扫描效率；因此，可以预先设定扫描覆盖率和扫描时间的要求，寻找两个要求均符合的速度比；对于相同的速度比，其扫描轨迹相同，扫描覆盖率相同，此时光楔1的转速越大，则轨迹点数越少，扫描时间越短，即在符合扫描覆盖率的前提下，可以通过调整光楔1的转速来使扫描时间符合要求；此外，也可对扫描覆盖率和扫描时间设置不同的权重，从而在二者之间取平衡以获得最佳扫描效率对应的速度比。
13、与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
14、本专利技术提出了根据速度比和光楔1的转速计算扫描轨迹花瓣数和轨迹点数的简便方法，分别用的花瓣数和轨迹点数表征扫描覆盖率和扫描时间，以此计算结果判断系统扫描效率是否符合预先设定的要求或是否为根据权重评价时的最佳扫描效率，可以有效地帮助设计者选取合理的速度比，从而达到平衡扫描覆盖率和扫描时间，提高系统扫描效率的目的。
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1.一种合理选取双光楔扫描系统速度比的方法，其特征在于，所述方法应用于双光楔扫描系统中，所述双光楔扫描系统由楔角相同、材料折射率相同的两个光楔组成，在扫描过程中，使两个光楔以不同的速度同向或反向旋转，可以得到形状不同、密集程度不同的花瓣形扫描轨迹。双光楔扫描系统的扫描效率与扫描轨迹覆盖率、完成全视场扫描所需时间等因素有关，且两者是相互制约的，通过选取合理的速度比，可以平衡扫描覆盖率及扫描时间，满足系统扫描效率的要求，所述方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种合理选取双光楔扫描系统速度比的方法，其特征在于，所述速度比，是指光楔2与光楔1的转速之比，光楔1和光楔2的旋转角速度分别为ω1和ω2，速度比为M，则M=ω2/ω1；扫描轨迹的花瓣数与速度比M的整数部分绝对值、小数部分绝对值及小数位数有关，速度比的小数部分绝对值用m表示，小数位数用n表示，其中，n≤2，花瓣数用Nh表示；当速度比M为整数时，Nh＝|M-1|；当M为小数时，若1/m为整数，则Nh＝|M-1|/m；若1/m不为整数，当m×10n为5的倍数时，Nh＝|M-1|×10n/5；其余的，当m×10n为奇
3.根据权利要求1所述的一种合理选取双光楔扫描系统速度比的方法，其特征在于，光楔1和光楔2的旋转角速度分别为ω1和ω2，单位为°/s，两者旋转一圈分别有|360/ω1|和|360/ω2|个轨迹点，以1s为间隔获取轨迹点；光楔1和光楔2同时从零位开始旋转，直到两者第一次同时回到零位时，则完成了一次全视场扫描，此时轨迹点数为|360/ω1|和|360/ω2|的最小公倍数。
4.根据权利要求1所述的一种合理选取双光楔扫描系统速度比的方法，其特征在于，扫描轨迹覆盖率可由花瓣数表征，对于同一类型(即可用同一个公式计算花瓣数)的速度比，花瓣数越多，则扫描覆盖率越大；对于不同类型的速度比，扫描覆盖率不能单一由花瓣数表征，而需结合仿真的扫描轨迹图样及轨迹点数具体判断，花瓣数越多，轨迹点越多，扫描轨迹图样越密集，则扫描覆盖率越大。
5.根据权利要求1所述的一种合理选取双光楔扫描系统速度比的方法，其特征在于，扫描时间可由轨迹点数表征，设轨迹点数用Ng表示，扫描时间用T表示，则T＝Ng(s)，轨迹点数越多，扫描时间越长。
6.根据权利要求1-5所述的一种合理选取双光楔扫描系统速度比的方法，其特征在于，系统扫描效率与扫描覆盖率和扫描时间有关，扫描覆盖率越大，扫描时间越短，则系统扫描效率越高；扫描覆盖率与扫描时间是相互制约的，提高扫描覆盖率有利于提高扫描效率，但与此同时也会增加轨迹点数，即会增加扫描时间，从而降低扫描效率；因此，可以预先设定扫描覆盖率和扫描时间的要求，寻找两个要求均符合的速度比；对于相同的速度比，其扫描轨迹相同，扫描覆盖率相同，此时光楔1的转速越大，则轨迹点数越少，扫描时间越短，即在符合扫描覆盖率的前提下，可以通过调整光楔1的转速来使扫描时间符合要求；此外，也可对扫描覆盖率和扫描时间设置不同的权重，从而在二者之间取平衡以获得最佳扫描效率对应的速度比。
...【技术特征摘要】
1.一种合理选取双光楔扫描系统速度比的方法，其特征在于，所述方法应用于双光楔扫描系统中，所述双光楔扫描系统由楔角相同、材料折射率相同的两个光楔组成，在扫描过程中，使两个光楔以不同的速度同向或反向旋转，可以得到形状不同、密集程度不同的花瓣形扫描轨迹。双光楔扫描系统的扫描效率与扫描轨迹覆盖率、完成全视场扫描所需时间等因素有关，且两者是相互制约的，通过选取合理的速度比，可以平衡扫描覆盖率及扫描时间，满足系统扫描效率的要求，所述方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种合理选取双光楔扫描系统速度比的方法，其特征在于，所述速度比，是指光楔2与光楔1的转速之比，光楔1和光楔2的旋转角速度分别为ω1和ω2，速度比为m，则m=ω2/ω1；扫描轨迹的花瓣数与速度比m的整数部分绝对值、小数部分绝对值及小数位数有关，速度比的小数部分绝对值用m表示，小数位数用n表示，其中，n≤2，花瓣数用nh表示；当速度比m为整数时，nh＝|m-1|；当m为小数时，若1/m为整数，则nh＝|m-1|/m；若1/m不为整数，当m×10n为5的倍数时，nh＝|m-1|×10n/5；其余的，当m×10n为奇数时，nh＝|m-1|×10n；当m×10n为偶数时，若n＝2且m×10n为4的倍数，则nh＝|m-1|×10n/4，否则nh＝|m-1|×10n/2。
3.根据权利要求1所述的一种合理选取双光楔扫描系统速度比的方法，其特征在于，光楔1和光楔2的旋转角速度分别为ω1和ω2，单位为°/s，两者旋转一圈分别有|360/ω1|和|360/ω2|个轨迹点，以1s为间隔获取轨迹点；光...
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