一種激光跟蹤儀位置敏感器跟蹤零點(diǎn)的標(biāo)定方法
【專利摘要】一種激光跟蹤儀光斑位置敏感器PSD跟蹤零點(diǎn)的標(biāo)定方法，包括以下步驟：對(duì)方位電機(jī)與俯仰電機(jī)進(jìn)行找零；調(diào)整光學(xué)跟蹤鏡鏡面水平朝下，并保持鏡面姿態(tài)；粗調(diào)階段，旋轉(zhuǎn)方位電機(jī)一周，形成一個(gè)封閉圓，并估算圓形軌跡的圓心；重新調(diào)整俯仰電機(jī)姿態(tài)，使得PSD光斑位置接近粗調(diào)圓心；再次旋轉(zhuǎn)方位電機(jī)一周，則封閉圓形軌跡的圓心即為PSD的跟蹤零點(diǎn)。本發(fā)明的方法不需借助任何外部器件即可實(shí)現(xiàn)零點(diǎn)標(biāo)定，具有簡(jiǎn)便快捷、經(jīng)濟(jì)高效、準(zhǔn)確實(shí)用的特點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】一種激光跟蹤儀位置敏感器跟蹤零點(diǎn)的標(biāo)定方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及儀器測(cè)量和校準(zhǔn)領(lǐng)域，尤其涉及一種激光跟蹤儀光斑位置敏感器(^80)跟蹤零點(diǎn)的標(biāo)定方法。

【背景技術(shù)】
[0002]激光跟蹤儀是國(guó)際上新近發(fā)展起來(lái)的新型大尺寸空間三維坐標(biāo)測(cè)量?jī)x器，可對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤測(cè)量，具有安裝操作簡(jiǎn)便、測(cè)量精度及效率高等優(yōu)點(diǎn)，是大尺寸工業(yè)測(cè)量和科學(xué)測(cè)量的主要手段。
[0003]激光跟蹤儀的基本工作原理是:激光器發(fā)射出的測(cè)量光束，經(jīng)過(guò)干涉分光鏡分為兩束，一束直接傳輸?shù)礁缮鎯x上，另一束通過(guò)跟蹤轉(zhuǎn)鏡射向目標(biāo)反射器。經(jīng)目標(biāo)反射器反射的光線平行于原光束返回，到達(dá)分光鏡后一部分激光束被反射到光斑位置敏感器上，另一部分光束經(jīng)干涉分光鏡反射進(jìn)入激光干涉儀進(jìn)行位移干涉測(cè)量。當(dāng)目標(biāo)反射器移動(dòng)時(shí)，跟蹤頭必須實(shí)時(shí)調(diào)整光束方向?qū)?zhǔn)反射器，激光干涉儀才能進(jìn)行空間距離測(cè)量。所以跟蹤控制是實(shí)現(xiàn)干涉測(cè)量的前提。
[0004]通常跟蹤控制系統(tǒng)采用？30作為反饋傳感器。安裝過(guò)程中由于？30的姿態(tài)調(diào)節(jié)、光路調(diào)節(jié)不能夠達(dá)到理想狀態(tài)，因此的幾何中心不一定與激光束經(jīng)平面鏡及靶球原路返回照射到的跟蹤零點(diǎn)重合。而控制系統(tǒng)的目標(biāo)是控制二維轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)使得脫靶量為0。因此？30跟蹤零點(diǎn)的準(zhǔn)確標(biāo)定對(duì)于控制系統(tǒng)及精密測(cè)量甚為重要，迫切需要一種操作簡(jiǎn)便快捷、成本低、又不影響精度的跟蹤零點(diǎn)的標(biāo)定方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]基于上述問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種激光跟蹤儀光斑位置敏感器跟蹤零點(diǎn)的標(biāo)定方法，主要用于？30跟蹤零點(diǎn)的快速準(zhǔn)確標(biāo)定，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)激光跟蹤儀的精密跟蹤控制。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種激光跟蹤儀光斑位置敏感器？30跟蹤零點(diǎn)的標(biāo)定方法，包括下列步驟:
[0007]對(duì)方位電機(jī)與俯仰電機(jī)進(jìn)行找零；
[0008]調(diào)整光學(xué)跟蹤鏡鏡面水平朝下，并保持鏡面姿態(tài)；
[0009]粗調(diào)階段，旋轉(zhuǎn)方位電機(jī)一周，形成一個(gè)封閉圓，并估算圓形軌跡的圓心；
[0010]重新調(diào)整俯仰電機(jī)姿態(tài)，使得？30光斑位置接近粗調(diào)圓心；
[0011]再次旋轉(zhuǎn)方位電機(jī)一周，則封閉圓形軌跡的圓心即為？30的跟蹤零點(diǎn)。
[0012]所述激光跟蹤儀光斑位置敏感器？30跟蹤零點(diǎn)的標(biāo)定方法還包括:
[0013]多次重復(fù)上述步驟，以評(píng)估或提高跟蹤零點(diǎn)的標(biāo)定精度。
[0014]由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明的激光跟蹤儀光斑位置敏感器？30跟蹤零點(diǎn)的標(biāo)定方法不需借助任何外部器件即可實(shí)現(xiàn)零點(diǎn)標(biāo)定，簡(jiǎn)化了跟蹤零點(diǎn)標(biāo)定過(guò)程，提高了標(biāo)定的便利性；通過(guò)理論計(jì)算加快跟蹤零點(diǎn)標(biāo)定速度，使得本發(fā)明的方法快捷準(zhǔn)確；利用跟蹤儀自身的光機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了跟蹤零點(diǎn)的標(biāo)定，具有經(jīng)濟(jì)高效、方便實(shí)用的特點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是本發(fā)明的？30跟蹤零點(diǎn)標(biāo)定方法的原理示意圖。
[0016]其中圖中的附圖標(biāo)記含義如下:1、俯仰電機(jī)，2、方位電機(jī)，3、跟蹤反射鏡，4、分光鏡，5、反射鏡，6、跟蹤儀主體，7、激光，8、跟蹤零點(diǎn)，9、？30。

【具體實(shí)施方式】
[0017]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0018]本發(fā)明的？30跟蹤零點(diǎn)的標(biāo)定方法不需借助任何外部器件即可實(shí)現(xiàn)零點(diǎn)標(biāo)定，具體原理如下:將跟蹤鏡面調(diào)整為水平向下，旋轉(zhuǎn)方位電機(jī)一周，則可以觀測(cè)到？30上的光斑位置的變化情況。由于出射光與跟蹤儀豎軸同軸(跟蹤儀已預(yù)先進(jìn)行過(guò)精密裝調(diào)，兩者基本同軸)，若跟蹤鏡面與出射光不垂直，鏡面反射光線與出射光線呈一特定夾角，旋轉(zhuǎn)豎軸，則激光光斑軌跡在？30上成圓形。夾角大，則圓形軌跡直徑大，反之亦然。若跟蹤鏡面與出射光垂直，？30上光斑位置不變。實(shí)際測(cè)量時(shí)，只需調(diào)整跟蹤鏡面與出射光近似垂直，通過(guò)數(shù)值計(jì)算求出光斑圓形軌跡的圓心即為？30跟蹤零點(diǎn)。
[0019]更具體地，本發(fā)明的？30跟蹤零點(diǎn)的標(biāo)定方法按五個(gè)步驟完成:
[0020]步驟一、對(duì)方位電機(jī)與俯仰電機(jī)進(jìn)行找零；
[0021]步驟二、調(diào)整光學(xué)跟蹤鏡鏡面水平朝下，并保持鏡面姿態(tài)；
[0022]步驟三、旋轉(zhuǎn)方位電機(jī)一周，形成一個(gè)封閉圓，并估算圓形軌跡的圓心，此為粗調(diào)階段；
[0023]步驟四、重新調(diào)整俯仰電機(jī)姿態(tài)，使得？30光斑位置接近粗調(diào)圓心；
[0024]步驟五、再次旋轉(zhuǎn)方位電機(jī)一周，則封閉圓形軌跡的圓心即為？30的跟蹤零點(diǎn)。
[0025]優(yōu)選地，本發(fā)明的？30跟蹤零點(diǎn)的標(biāo)定方法還包括以下步驟:
[0026]步驟六、多次重復(fù)上述步驟五，以評(píng)估或提高跟蹤零點(diǎn)的標(biāo)定精度。
[0027]本發(fā)明的方法的上述步驟可以通過(guò)手動(dòng)來(lái)完成，通過(guò)實(shí)際檢測(cè)驗(yàn)證，本發(fā)明的方法具有操作簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)高效、方便實(shí)用的特點(diǎn)，并且在光軸豎軸近乎同軸的基礎(chǔ)上，將反射鏡面調(diào)整為水平朝下，手動(dòng)旋轉(zhuǎn)方位電機(jī)一周，上的光斑軌跡成封閉圓形，圓心則為跟蹤零點(diǎn)，具有較高的準(zhǔn)確性；本發(fā)明利用首次形成的封閉圓心作為初步的跟蹤零點(diǎn)，重新調(diào)整跟蹤鏡，使得光斑位置接近初步的跟蹤零點(diǎn)，再次旋轉(zhuǎn)方位電機(jī)一周，則新的封閉圓心即為跟蹤零點(diǎn)，兩個(gè)操作步驟就能實(shí)現(xiàn)跟蹤零點(diǎn)的標(biāo)定；
[0028]本發(fā)明跟蹤零點(diǎn)的標(biāo)定不需借助外部設(shè)備，也不需要拆裝跟蹤儀的主要部件，只需借助跟蹤儀自帶的軟件，進(jìn)行一定的數(shù)據(jù)處理即可完成，操作簡(jiǎn)便。
[0029]以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種激光跟蹤儀位置敏感器跟蹤零點(diǎn)的標(biāo)定方法，包括以下步驟: 對(duì)方位電機(jī)與俯仰電機(jī)進(jìn)行找零； 調(diào)整光學(xué)跟蹤鏡鏡面水平朝下，并保持鏡面姿態(tài)； 粗調(diào)階段，旋轉(zhuǎn)方位電機(jī)一周，形成一個(gè)封閉圓，并估算圓形軌跡的圓心； 重新調(diào)整俯仰電機(jī)姿態(tài)，使得PSD光斑位置接近粗調(diào)圓心； 再次旋轉(zhuǎn)方位電機(jī)一周，則封閉圓形軌跡的圓心即為PSD的跟蹤零點(diǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光跟蹤儀位置敏感器跟蹤零點(diǎn)的標(biāo)定方法，還包括下列步驟: 多次重復(fù)上述步驟，以評(píng)估或提高跟蹤零點(diǎn)的標(biāo)定精度。
【文檔編號(hào)】G01B11/02GK104315981SQ201410529250
【公開日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年10月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月10日
【發(fā)明者】董登峰, 周維虎, 勞達(dá)寶, 張滋黎, 紀(jì)榮祎, 袁江, 劉鑫, 程意 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院光電研究院