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多光轴光学系统光轴平行性校准技术研究

作　者: 杨旸
导　师: 高明; 杨朋利
学　校: 西安工业大学
专　业: 光学工程
关键词: 多光轴平行性目标靶定焦 CCD图像处理
分类号: TH744
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

在现代军用光电武器装备中,一般都包含有电视、红外成像、激光测距等多个光电传感器,这些光学设备的光谱几乎覆盖了可见光到红外的全部波段。这些武器装备对多光轴光学系统平行性校准技术提出了很高的要求。本论文主要研究多光轴光学系统光轴平行性校准中的一些关键技术。通过比较目前常用的多光轴光学系统光轴平行性校准方法的优缺点,提出了基于大口径平行光管法的校准方案,介绍了校准光电产品的测量原理和校准方法。研究了目标靶定焦技术。采用刀口仪法粗调和基于Zernike多项式的激光干涉仪法精调相结合的方法确定了大口径离轴抛物面平行光管焦面位置,在此基础上,利用CCD图像处理技术中的清晰度评价函数将目标靶准确定位到平行光管的焦面处,标定了平行光管的出射光束的平行性。研究了CCD图像处理技术。讨论了激光光斑中心检测软件中阈值的选择、目标靶十字像中心检测的检测误差以及四种基于梯度的清晰度评价函数的灵敏度。在分析主要测量不确定度来源的基础上,对校准装置的测量不确定度进行了评定。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
1 绪论  7-10
  1.1 课题研究的来源和背景  7
  1.2 多光轴光学系统光轴平行性校准技术的现状及发展趋势  7-8
  1.3 课题研究的目的和意义  8-9
  1.4 论文研究的主要内容  9-10
2 多光轴光学系统光轴平行性校准方法及关键技术  10-19
  2.1 多光轴光学系统光轴平行性校准方法  10-14
    2.1.1 多光轴光学系统光轴平行性测量方法比较  10-12
    2.1.2 光电产品多光轴平行性校准原理  12-14
  2.2 多光轴光学系统光轴平行性校准关键技术  14-18
    2.2.1 平行光管定焦方法  14-15
    2.2.2 激光光斑质心检测方法  15-17
    2.2.3 清晰度评价函数方法  17-18
  2.3 本章小结  18-19
3 目标靶定焦技术研究  19-30
  3.1 大口径离轴抛物面平行光管定焦技术  19-24
    3.1.1 基于Zernike多项式的激光干涉仪定焦判据的确定原理  19-21
    3.1.2 大口径离轴抛物面平行光管定焦原理  21-24
  3.2 目标靶定焦技术  24-26
  3.3 平行光管出射光束平行性的标定  26-27
  3.4 分光镜分束膜的设计理论  27-28
  3.5 分束膜材料的选取  28
  3.6 本章小结  28-30
4 CCD图像处理技术研究  30-43
  4.1 激光光斑质心检测技术  30-34
    4.1.1 激光光斑质心检测软件  30-31
    4.1.2 激光光斑中心检测程序中的闽值和选区  31-34
  4.2 目标靶十字像中心检测技术  34-38
    4.2.1 目标靶十字像中心检测算法  34-35
    4.2.2 目标靶十字像中心检测软件  35-38
  4.3 清晰度评价函数  38-42
    4.3.1 清晰度评价函数软件  38-39
    4.3.2 基于梯度清晰度评价函数灵敏度  39-42
  4.4 本章小结  42-43
5 结论与展望  43-45
  5.1 论文完成的研究工作  43
  5.2 下一步的工作展望  43-45
参考文献  45-49
攻读硕士学位期间发表的论文  49-50
致谢  50-52

多光轴光学系统光轴平行性校准技术研究

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