【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及偏移补偿转换关系标定方法，具体涉及一种用于成像相机的反射镜偏移补偿转换关系标定方法。
技术介绍
1、在成像相机中，如图1所示，监测系统与成像相机主光学系统的主镜1、次镜2、三镜4、中继镜组5、四镜6和校正镜组7共光轴，但方向相反。主镜1通过主镜桁架10安装在承力板3的下方，次镜2通过次镜桁架20安装在承力板3的上方；三镜4、中继镜组5、四镜6以及校正镜组7均直接安装在承力板3上面；激光发射器8安装在校正镜组7的结构件上，激光发射器8发射的激光依次经四镜6、中继镜组5、三镜4和次镜2，成像在安装于主镜桁架10上的探测器9上。三镜4和中继镜组5之间的光路上设置有补偿镜51，补偿镜51具备在局部坐标系o′x′y′z′中沿x′轴和y′轴两个方向调整的自由度，但沿z′轴不可调，z′轴为光轴方向。
2、由于次镜桁架20为悬臂形式，次镜2容易发生较大姿态变化。次镜2的姿态对成像质量极为敏感，倾斜变化会导致严重的色差和非对称像差，因此次镜2的姿态监视非常重要。激光发射器8发出的激光束被连续反射后进入探测器9。现有技术中通过探测器9监测次镜2的姿态变化，并通过补偿镜51对其变化进行补偿，然而由于系统装调完成后，次镜2、补偿镜51及探测器9的实际姿态关系还不确定，导致其补偿方向不确定，补偿量也不够精确，进而导致虽然有所补偿，但相机的成像质量依然不高，因此现在亟需一种能够精准测量反射镜姿态变化和确定补偿方向及补偿量的方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种用于成像相
2、为了达到上述目的，本专利技术提供了一种用于成像相机的反射镜偏移补偿转换关系标定方法，所述成像相机包括承力板、通过主镜桁架设置在承力板下方的主镜、通过次镜桁架设置在承力板上方的次镜，以及直接安装在承力板上且共光轴的三镜、补偿镜、中继镜组、四镜和校正镜组；校正镜组上安装有用于发射激光的激光发射器，主镜上安装有用于接收激光的探测器；
3、其特殊之处在于，包括以下步骤：
4、步骤1、在承力板上安装正方体状的承力板棱镜，以承力板棱镜的任一顶点为原点o，以经过该顶点的三条棱边分别为x轴、y轴和z轴，建立参考坐标系oxyz，其中z轴垂直于承力板；
5、在次镜远离承力板的面即背面安装正方体状的次镜棱镜，定义该次镜棱镜上经过同一顶点的三个面分别为a面、b面和c面，其中c面与次镜平行；
6、在承力板棱镜相邻两侧面分别设置经纬仪t1和经纬仪t2，经纬仪t1与承力板棱镜的zy面相对并自准，经纬仪t2与承力板棱镜的zx面相对并自准；
7、在次镜棱镜相邻两侧面分别设置经纬仪t3和经纬仪t4，经纬仪t3与次镜棱镜的a面相对并自准，经纬仪t4与次镜棱镜的b面相对并自准；
8、步骤2、使经纬仪t1、经纬仪t2、经纬仪t3和经纬仪t4两两互瞄，获取次镜棱镜的a面和b面分别在所述参考坐标系oxyz中的方位角和俯仰角αa,βa,αb,βb；
9、步骤3、根据αa,βa,αb,βb分别计算次镜棱镜的a面、b面和c面的法向量a,b,c：
10、a＝[ax,ay,az]＝[sinβacosαa,sinβasinαa,cosβa]
11、b＝[bx,by,bz]＝[sinβbcosαb,sinβbsinαb,cosβb]
12、c＝[cx,cy,cz]＝[ax,ay,az]×[bx,by,bz]
13、步骤4、根据所述法向量a,b,c计算次镜的法向量c′，c′与c方向相反：
14、c′＝[byaz-aybz,axbz-bxaz,bxay-axby]
15、步骤5、k次改变次镜的姿态，每次改变时重复步骤2-4，对应得到各次镜包括初始姿态时的k+1个法向量c′0，c′1，c′2......c′k，同时获取探测器相应探测的第一光斑坐标p10、p11、p12......p1k，将次镜的所有法向量c′以及对应的第一光斑坐标带入第一拟合公式中计算拟合矩阵a，a为2×3矩阵：所述第一拟合公式为p1k＝ac′k；
16、步骤6、以补偿镜的几何中心为其原点o′，以光轴方向为其z′，以承力板的垂线为y′，建立局部坐标系o′x′y′z′，沿±x′轴和±y′轴方向共平移补偿镜f次，f次平均分配于±x′轴和±y′轴，f≧4，记录每次平移后的补偿镜坐标，得到包括其初始位置坐标的各个位置坐标s0、s1、s2......sf，同时记录每次平移时探测器相应的第二光斑坐标p20、p21、p22......p2f，f≧4，将所有的坐标s以及对应的第二光斑坐标带入第二拟合公式中计算拟合矩阵b，b为坐标转换2×2矩阵：所述第二拟合公式为p2f＝bsf；
17、步骤7、根据第一拟合公式p1k＝ac′k和第二拟合公式为p2f＝bsf计算补偿镜位置坐标s和次镜的法向量c′的关系：s＝-(b)-1ac′，完成标定。
18、进一步地，步骤6中，沿±x′轴和±y′轴方向平移补偿镜时每次间隔距离为0.02mm；f＝12，±x′轴和±y′轴各平移3次。
19、进一步地，步骤5中，k大于等于3。
20、进一步地，步骤1中，所述承力板棱镜和次镜棱镜表面均镀有反射膜。
21、本专利技术的有益效果：
22、1、本专利技术提供了一种用于成像相机的反射镜偏移补偿转换关系标定方法，可以通过经纬仪构建测量网络，实现棱镜或者反射镜姿态的测量，尤其是可以通过棱镜转换的方法，实现不易被直接测到的反射面的间接测量。
23、2、本专利技术提供的方法实现了反射镜法向量、探测器光斑坐标、补偿镜平移量之间关系的测量和标定，提供了转换矩阵计算的方法，可快速实现反射镜实际倾斜量与补偿镜平移补偿量之间的转换。
24、3、本专利技术提供的方法标定精度高，成像相机在轨运行时，可以在监测到反射镜姿态发生变化后，根据实测标定的转换关系，进行快速有效的像质补偿，避免了成像相机由于失重或其他原因引起的反射镜与地面姿态不一致导致的像质下降。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种用于成像相机的反射镜偏移补偿转换关系标定方法，所述成像相机包括承力板(3)、通过主镜桁架(10)设置在承力板(3)下方的主镜(1)、通过次镜桁架(20)设置在承力板(3)上方的次镜(2)，以及直接安装在承力板(3)上且共光轴的三镜(4)、补偿镜(51)、中继镜组(5)、四镜(6)和校正镜组(7)；校正镜组(7)上安装有用于发射激光的激光发射器(8)，主镜(1)上安装有用于接收激光的探测器(9)；
2.根据权利要求1所述的用于成像相机的反射镜偏移补偿转换关系标定方法，其特征在于：
3.根据权利要求1或2所述的用于成像相机的反射镜偏移补偿转换关系标定方法，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的用于成像相机的反射镜偏移补偿转换关系标定方法，其特征在于：
【技术特征摘要】
1.一种用于成像相机的反射镜偏移补偿转换关系标定方法，所述成像相机包括承力板(3)、通过主镜桁架(10)设置在承力板(3)下方的主镜(1)、通过次镜桁架(20)设置在承力板(3)上方的次镜(2)，以及直接安装在承力板(3)上且共光轴的三镜(4)、补偿镜(51)、中继镜组(5)、四镜(6)和校正镜组(7)；校正镜组(7)上安装有用于发射激光的激光发射...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹明强，康世发，宁轩琦，徐志晨，付兴，毛祥龙，
申请(专利权)人：中国科学院西安光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。