一种基于双相机协同的平行光管光路快速调整装置和方法与流程

本发明涉及平行光管，具体涉及一种基于双相机协同的平行光管光路快速调整装置和方法。

背景技术：

1、平行光管是一种精密的光学仪器，其核心功能是产生一束平行光照射靶标模拟无穷远目标以模拟来自无穷远的目标。它在光学实验室和精密制造中扮演着基准标尺的角色，常用于光学仪器的装调、检测和参数测量。平行光管作为产生平行光束的核心光学设备，其光路对准效率和精度直接决定测量结果的可靠性。现有平行光管光路调整方法主要依赖单一相机和人工调试，存在明显技术缺陷：1）调试效率低：仅通过单个相机观测光斑位置，需反复微调设备和器件，单次对准耗时长达数十分钟甚至更久，无法满足产业化批量测试或快速装调场景的需求；2）对准难度大：人工调试过程中，操作人员对光斑标定点的偏移判断易受主观因素影响，导致对准偏差；单一相机受视场限制，难以兼顾大范围捕获与高精度定位，进一步降低对准精度；3）操作门槛高：依赖光学专业人员的经验判断，通过多次试错完成光路对准，对操作熟练度要求苛刻，不同操作人员的调试结果一致性差，影响测量数据的可靠性。

技术实现思路

1、本发明所要解决的是现有平行光管调整方法存在光路对准效率低、精度差和操作复杂的缺陷的问题，提供一种基于双相机协同的平行光管光路快速调整装置和方法。

2、为解决上述问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

3、一种基于双相机协同的平行光管光路快速调整方法，包括步骤如下：

4、步骤1、预先在平行光管的目标光轴基准即跟踪相机的靶面上标定出标定中心坐标；

5、步骤2、激光通信终端发射的激光光束经平行光管准直后进入分光镜，分光镜所反射的激光光束经短焦镜头传输至捕获相机，分光镜所透射的激光光束直接传输至跟踪相机；

6、步骤3、计算机控制二维位移台带动激光通信终端在二维位移台工作行程范围内进行遍历扫描；

7、步骤4、计算机持续获取捕获相机所采集的捕获图像，当捕获图像中出现完整光斑时，计算机发出指令给二维位移台令激光通信终端停止遍历扫描；

8、步骤5、计算机控制二维位移台带动激光通信终端移动，并令激光通信终端所发出的激光光束的光斑分别落在捕获图像的边缘处，以建立捕获相机视场与二维位移台行程的映射关系；

9、步骤6、计算机控制二维位移台带动激光通信终端在捕获相机视场所对应的二维位移台行程范围内进行遍历扫描；

10、步骤7、计算机持续获取跟踪相机所采集的跟踪图像，当跟踪图像中出现完整光斑时，计算机发出指令给二维位移台令激光通信终端停止遍历扫描；

11、步骤8、计算机计算跟踪图像中的光斑中心坐标与标定中心坐标的偏差，计算机基于该偏差控制二维位移台带动激光通信终端移动，并令激光通信终端所发出的激光光束的光斑中心定位至标定中心处，完成平行光管的光路对准。

12、上述步骤3中激光通信终端的遍历扫描采用同心圆轨迹扫，上述步骤6中激光通信终端的遍历扫描采用方形螺旋轨迹扫描。

13、实现所述平行光管光路快速调整方法的一种基于双相机协同的平行光管光路快速调整装置，包括二维平移台、激光通信终端、平行光管、分光镜、短焦镜头、跟踪相机、捕获相机和计算机；二维平移台的驱动端与激光通信终端刚性连接；激光通信终端的激光输出端连接平行光管的入射端，平行光管的出射端连接分光镜的入射端，分光镜的透射端连接跟踪相机的输入端，分光镜的反射端经短焦镜头后连接捕获相机的输入端；跟踪相机和捕获相机的输出端与计算机的输入端电连接，计算机的输出端与二维平移台的控制端电连接。

14、上述方案中，捕获相机的视场大于跟踪相机的视场。

15、上述方案中，跟踪相机和捕获相机均为ccd相机。

16、上述方案中，分光镜的透视端与反射端的分光比为7:3。

17、与现有技术相比，本发明具有如下特点：

18、1）对准效率大幅提升：通过捕获相机大视场扫描快速粗捕获，结合精跟踪相机小视场扫描精准跟踪对准，全程自动化无需人工反复调试，整体对准耗时较传统方法缩短 4~6倍，适配批量测试与快速装调需求。

19、2）对准精度显著提高：跟踪相机跟踪光斑，提供闭环控制输入信号给二维位移台实现偏差闭环控制，光路对准精度高（通常误差小于一个像素），解决了单一相机难以兼顾大范围捕获与高精度定位的问题。

20、3）操作门槛有效降低：无需依赖操作人员的专业经验与主观判断，自动化完成扫描、定位、对准全流程，不同场景下调整一致性好，提升测量数据可靠性。

21、4）适配性强且灵活：通过调整视场与位移台行程映射关系及控制参数，可适配不同型号、口径的平行光管，兼容多样化光学测量系统的对准需求。

1.一种基于双相机协同的平行光管光路快速调整方法，其特征是，包括步骤如下：

2.根据权利要求1所述的一种基于双相机协同的平行光管光路快速调整方法，其特征是，步骤3中激光通信终端的遍历扫描采用同心圆轨迹扫，步骤6中激光通信终端的遍历扫描采用方形螺旋轨迹扫描。

3.实现权利要求1所述平行光管光路快速调整方法的一种基于双相机协同的平行光管光路快速调整装置，其特征是，包括二维平移台、激光通信终端、平行光管、分光镜、短焦镜头、跟踪相机、捕获相机和计算机；二维平移台的驱动端与激光通信终端刚性连接；激光通信终端的激光输出端连接平行光管的入射端，平行光管的出射端连接分光镜的入射端，分光镜的透射端连接跟踪相机的输入端，分光镜的反射端经短焦镜头后连接捕获相机的输入端；跟踪相机和捕获相机的输出端与计算机的输入端电连接，计算机的输出端与二维平移台的控制端电连接。

4.根据权利要求3所述的一种基于双相机协同的平行光管光路快速调整装置，其特征是，捕获相机的视场大于跟踪相机的视场。

5.根据权利要求3所述的一种基于双相机协同的平行光管光路快速调整装置，其特征是，跟踪相机和捕获相机均为ccd相机。

6.根据权利要求3所述的一种基于双相机协同的平行光管光路快速调整装置，其特征是，分光镜的透视端与反射端的分光比为7:3。