红外与激光工程
紅外與激光工程
홍외여격광공정
INFRARED AND LASER ENGINEERING
2006年
z1期
281
,共1页
林家明%沙定国%张旭升%何川%苏大图%周桃庚%陈凌峰
林傢明%沙定國%張旭升%何川%囌大圖%週桃庚%陳凌峰
림가명%사정국%장욱승%하천%소대도%주도경%진릉봉
数字图像%光学仪器%参数测试
數字圖像%光學儀器%參數測試
수자도상%광학의기%삼수측시
军用光学仪器参数综合测试技术是研究基于数字图像法实现对军用光电火控装备的视场,视差、视度、放大率、出瞳、像倾斜、分辨率、光学传递函数、透射比、倍率色差、焦距、畸变和照度均匀性以及多光轴一致性等各种光学和光电性能参数的准确、快速、简便、高效的测试,以摆脱单一参数,人工目视操作的传统光学检具的模式,适应新武器和高科技工程对光学和光电性能参数测试的需求.概要介绍如下研究内容:(1)液晶光电图形发生器技术.将液晶光电图像发生器成功用于光学测试,需要解决分划图案对比度、噪声、照明均匀、光照强度,以及液晶器件空间分辨率受限等一系列问题,以保证光电分划图案的高分辨率、高对比度,高均匀度.其中,优选液晶器件及其分划图案信号生成、传输与驱动等关键技术.(2)CCD光电像分析器技术.包括CCD光电像分析器硬件的光机电一体化设计、分划图像采集与处理软件,最终实现光电调焦、光电对准、光电测角、光电测光度量、光电测调制度量等五种基本测试功能.光电像分析器采用高性能面阵CCDk进行图像实时采集,避免了机械扫描等机电器件带来的测量效率低、速度慢、精度低等问题,但要解决好其本身的成像调制度、线性响应、亮度均匀性争}生能的标定与校准问题.另外,光电像分析器需要适应望远和显微两种接收光束结构,还要适应望远试样0视度和多个非0视度的测试功能,以及显微试样大视场小倍率找像和小视场大倍率精细调焦的测试功能.基于数字图像法的光电自动定焦和对准是光电像分析器的一个核心技术,我们从点目标和面目标两个方面都达到了高于目视定焦五倍以上的精度.(3)较大规模的测控软件包研发.该软件功能包括综合测试系统机构的多维精密调整控制、光电图像采集、处理与综合分析、测试任务管理等,还引入虚拟测试技术和网络技术,实现一机高效多用途.为适应集成化综合测试的要求,软件采用了组件对象模型COM、信号、事件及多线程技术、嵌入式集成化软件模块设计、动态连接库技术、ActiveX技术和GrabLink Value系统图像采集处理组件设计等先进软件工程技术,开发了包括步进电机驱动控制软件模块、液晶分划图形发生与传输控制软件模块、分划图形发生与传输控制软件模块、自动定焦算法及软件模块设计在内的近20个参数的测控软件包,共编写7万多条计算机语句,已经2年多的实际使用和考核,做到界面友好、操作方便、可编程、可重用性和可移植性.
(4)对军用光学仪器各种光学性能参数的数字化检测原理及其实现方式.以光学焦距和放大率测量为例,改变过去用传统的光学分划板测试,改用液晶光电图形生成的测试图案,通过精细的光电自动定焦和数字图像处理技术,使焦距和放大率测量达到0.1%的精度,重复性也远好于目视操作的方法.该综合测试系统的主要参数测试功能均通过计量检定,也经过一年以上的实际使用和考核,不仅适合于军工科研实时测试,也适合大规模产业化检验的需求,并可扩展用于测试某些非光学参数.综上所述,基于数字图像的军用光学仪器参数测试技术的应用,使光学测试摆脱了单一参数、单一检具、人工目视的传统光学检验模式,实现了集戍化、数字图像化,并具有可灵活扩展测试功能的特点,期望能进一步提升该技术,并扩展其应用,为国防科技工业及其光电测试技术的现代化发挥积极作用.
軍用光學儀器參數綜閤測試技術是研究基于數字圖像法實現對軍用光電火控裝備的視場,視差、視度、放大率、齣瞳、像傾斜、分辨率、光學傳遞函數、透射比、倍率色差、焦距、畸變和照度均勻性以及多光軸一緻性等各種光學和光電性能參數的準確、快速、簡便、高效的測試,以襬脫單一參數,人工目視操作的傳統光學檢具的模式,適應新武器和高科技工程對光學和光電性能參數測試的需求.概要介紹如下研究內容:(1)液晶光電圖形髮生器技術.將液晶光電圖像髮生器成功用于光學測試,需要解決分劃圖案對比度、譟聲、照明均勻、光照彊度,以及液晶器件空間分辨率受限等一繫列問題,以保證光電分劃圖案的高分辨率、高對比度,高均勻度.其中,優選液晶器件及其分劃圖案信號生成、傳輸與驅動等關鍵技術.(2)CCD光電像分析器技術.包括CCD光電像分析器硬件的光機電一體化設計、分劃圖像採集與處理軟件,最終實現光電調焦、光電對準、光電測角、光電測光度量、光電測調製度量等五種基本測試功能.光電像分析器採用高性能麵陣CCDk進行圖像實時採集,避免瞭機械掃描等機電器件帶來的測量效率低、速度慢、精度低等問題,但要解決好其本身的成像調製度、線性響應、亮度均勻性爭}生能的標定與校準問題.另外,光電像分析器需要適應望遠和顯微兩種接收光束結構,還要適應望遠試樣0視度和多箇非0視度的測試功能,以及顯微試樣大視場小倍率找像和小視場大倍率精細調焦的測試功能.基于數字圖像法的光電自動定焦和對準是光電像分析器的一箇覈心技術,我們從點目標和麵目標兩箇方麵都達到瞭高于目視定焦五倍以上的精度.(3)較大規模的測控軟件包研髮.該軟件功能包括綜閤測試繫統機構的多維精密調整控製、光電圖像採集、處理與綜閤分析、測試任務管理等,還引入虛擬測試技術和網絡技術,實現一機高效多用途.為適應集成化綜閤測試的要求,軟件採用瞭組件對象模型COM、信號、事件及多線程技術、嵌入式集成化軟件模塊設計、動態連接庫技術、ActiveX技術和GrabLink Value繫統圖像採集處理組件設計等先進軟件工程技術,開髮瞭包括步進電機驅動控製軟件模塊、液晶分劃圖形髮生與傳輸控製軟件模塊、分劃圖形髮生與傳輸控製軟件模塊、自動定焦算法及軟件模塊設計在內的近20箇參數的測控軟件包,共編寫7萬多條計算機語句,已經2年多的實際使用和攷覈,做到界麵友好、操作方便、可編程、可重用性和可移植性.
(4)對軍用光學儀器各種光學性能參數的數字化檢測原理及其實現方式.以光學焦距和放大率測量為例,改變過去用傳統的光學分劃闆測試,改用液晶光電圖形生成的測試圖案,通過精細的光電自動定焦和數字圖像處理技術,使焦距和放大率測量達到0.1%的精度,重複性也遠好于目視操作的方法.該綜閤測試繫統的主要參數測試功能均通過計量檢定,也經過一年以上的實際使用和攷覈,不僅適閤于軍工科研實時測試,也適閤大規模產業化檢驗的需求,併可擴展用于測試某些非光學參數.綜上所述,基于數字圖像的軍用光學儀器參數測試技術的應用,使光學測試襬脫瞭單一參數、單一檢具、人工目視的傳統光學檢驗模式,實現瞭集戍化、數字圖像化,併具有可靈活擴展測試功能的特點,期望能進一步提升該技術,併擴展其應用,為國防科技工業及其光電測試技術的現代化髮揮積極作用.
군용광학의기삼수종합측시기술시연구기우수자도상법실현대군용광전화공장비적시장,시차、시도、방대솔、출동、상경사、분변솔、광학전체함수、투사비、배솔색차、초거、기변화조도균균성이급다광축일치성등각충광학화광전성능삼수적준학、쾌속、간편、고효적측시,이파탈단일삼수,인공목시조작적전통광학검구적모식,괄응신무기화고과기공정대광학화광전성능삼수측시적수구.개요개소여하연구내용:(1)액정광전도형발생기기술.장액정광전도상발생기성공용우광학측시,수요해결분화도안대비도、조성、조명균균、광조강도,이급액정기건공간분변솔수한등일계렬문제,이보증광전분화도안적고분변솔、고대비도,고균균도.기중,우선액정기건급기분화도안신호생성、전수여구동등관건기술.(2)CCD광전상분석기기술.포괄CCD광전상분석기경건적광궤전일체화설계、분화도상채집여처리연건,최종실현광전조초、광전대준、광전측각、광전측광도량、광전측조제도량등오충기본측시공능.광전상분석기채용고성능면진CCDk진행도상실시채집,피면료궤계소묘등궤전기건대래적측량효솔저、속도만、정도저등문제,단요해결호기본신적성상조제도、선성향응、량도균균성쟁}생능적표정여교준문제.령외,광전상분석기수요괄응망원화현미량충접수광속결구,환요괄응망원시양0시도화다개비0시도적측시공능,이급현미시양대시장소배솔조상화소시장대배솔정세조초적측시공능.기우수자도상법적광전자동정초화대준시광전상분석기적일개핵심기술,아문종점목표화면목표량개방면도체도료고우목시정초오배이상적정도.(3)교대규모적측공연건포연발.해연건공능포괄종합측시계통궤구적다유정밀조정공제、광전도상채집、처리여종합분석、측시임무관리등,환인입허의측시기술화망락기술,실현일궤고효다용도.위괄응집성화종합측시적요구,연건채용료조건대상모형COM、신호、사건급다선정기술、감입식집성화연건모괴설계、동태련접고기술、ActiveX기술화GrabLink Value계통도상채집처리조건설계등선진연건공정기술,개발료포괄보진전궤구동공제연건모괴、액정분화도형발생여전수공제연건모괴、분화도형발생여전수공제연건모괴、자동정초산법급연건모괴설계재내적근20개삼수적측공연건포,공편사7만다조계산궤어구,이경2년다적실제사용화고핵,주도계면우호、조작방편、가편정、가중용성화가이식성.
(4)대군용광학의기각충광학성능삼수적수자화검측원리급기실현방식.이광학초거화방대솔측량위례,개변과거용전통적광학분화판측시,개용액정광전도형생성적측시도안,통과정세적광전자동정초화수자도상처리기술,사초거화방대솔측량체도0.1%적정도,중복성야원호우목시조작적방법.해종합측시계통적주요삼수측시공능균통과계량검정,야경과일년이상적실제사용화고핵,불부괄합우군공과연실시측시,야괄합대규모산업화검험적수구,병가확전용우측시모사비광학삼수.종상소술,기우수자도상적군용광학의기삼수측시기술적응용,사광학측시파탈료단일삼수、단일검구、인공목시적전통광학검험모식,실현료집수화、수자도상화,병구유가령활확전측시공능적특점,기망능진일보제승해기술,병확전기응용,위국방과기공업급기광전측시기술적현대화발휘적겁작용.
