基于光學傳輸矩陣的電動二維轉鏡讀數修正

崔士寶++安志勇++王立秋++王瑩

摘要：

針對數字式二維轉鏡在光學轉像時產生的轉角值與實際像移不一致的問題，提出了一種運用光學矩陣修正讀數誤差的方法。根據二維轉臺對準讀數檢測原理建立數學模型，得出修正后的出射光線的俯仰角及方位角。為了驗證上述模型的正確性，采用高精度經緯儀對修正后的出射光線方向進行校對。經實驗對比，該方法在不提高加工安裝精度的情況下修正了二維轉鏡的讀數誤差，其精度達到4″。

關鍵詞：

光學傳輸矩陣； 二維轉臺； 平面反射鏡； MATLAB

中圖分類號： TH 741文獻標志碼： Adoi： 10.3969/j.issn.10055630.2015.05.010

引言

數字式電動二維轉臺是集光機電為一體的現代化設備，其廣泛應用于跟蹤、測量及仿真領域，是精密儀器不可或缺的組成部分，對目標位置的描述用俯仰角與方位角來表示。本文的二維轉鏡是電動二維轉臺在光學測量上的一種應用。在光學儀器中，二維轉臺常用于光學調整和測量，但是由于二維轉鏡的調整特點，出射光線的走動量無法直接通過二維轉臺俯仰角和方位角給出。光線的在俯仰和方位方向的走動量與二維轉臺方位和俯仰方位的轉動角之間存在系統誤差。本文針對電動二維轉臺在光學調整中存在的系統誤差，利用光學矩陣加以分析，并提出了一種軟件修正的方法[34]。

光學儀器第37卷

第5期崔士寶，等：基于光學傳輸矩陣的電動二維轉鏡讀數修正

4結論

通過上述實驗表明，基于光學傳輸矩陣利用MATLAB軟件對電動二維轉鏡的讀數進行修正，此方法

在不改變轉臺結構的情況下，在俯仰及方位方向上的測量精度均達到4″，符合輕武器紅外瞄具瞄準基線變化量測量系統對二維轉鏡5″的精度要求，并對以后的研究及應用提供參考。

參考文獻：

[1]張西龍，孫寶玉，孫建偉，等.高精度二維轉臺指向誤差分析[J].長春工業大學學報（自然科學版），2012，33（4）：377382.

[2]郁道銀，談恒英.工程光學[M].2版.北京：機械工業出版社，2006.

[3]肖偉，梁久禎，陳瑋琪.基于四元數的3D物體旋轉及運動插值[J].系統仿真學報，2012，24（3）：624627.

金華，戴金海.坐標變換方法及在卷弧翼彈彈道仿真中的應用[J].計算機仿真，2007，24（7）：4346.

[5]王勁松，安志勇，李海蘭.反射式平行光管的紅外瞄具零位走動量測量方法研究[J].兵工學報，2010，31（11）：14211425.

[6]王濤，王勁松，徐翔宇，等.基于歐拉角分析法的電動二維轉鏡讀數修正[J].長春理工大學學報（自然科學版），2014，37（6）：134137.

[7]白素平，王春艷，龐春穎.基于坐標變換的動態光學成像性質研究[J].光子學報，2001，20（7）：846850.

（編輯：程愛婕）