基于Levenberg-Marquardt算法的旋转双棱镜指向偏差修正方法

技术特征：
1.基于levenberg-marquardt算法的旋转双棱镜指向偏差修正的方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：根据正向旋转双棱镜理想指向模型，通过平行光轴的入射光线经旋转双棱镜透射得到出射光束；步骤二：根据旋转双棱镜理论参数，计算旋转双棱镜理论的视场范围，并在视场范围内均匀选m个点；步骤三：根据m个点，计算其所对应的方位角和俯仰角，最终得到对应m组旋转双棱镜前镜θ
i1
和后镜的角度θ
i2 i＝1,
…
,m，步骤四：将所选点在实际旋转双棱镜上进行指向测试；首先将旋转双棱镜的前镜和后镜调整到标定的零度位置，再将步骤三中得到的m组旋转双棱镜的前镜θ
i1
和后镜角度θ
i2
，分别通过上位机发送给旋转双棱镜前镜和后镜的驱动电机，驱动电机带动旋转双棱镜前镜和后镜转到指定位置，并测量出实际出射光束在l米光屏上的实际光斑位置(x
i1
,y
i1
)；步骤五：建立误差评价函数通过改变旋转双棱镜前镜零度标定误差δθ1、后镜零度标定误差δθ2、前镜楔角误差δα1、后镜楔角误差δα2以及前镜和后镜的折射率误差δn，把上述误差代入旋转双棱镜理想指向模型公式中，得到旋转双棱镜理论出射光束会发生变化，记此时旋转双棱镜出射光束的方位角为φ
i
，俯仰角为θ
i
；理论出射光束在l米光屏上的理论光斑位置(x
i2
,y
i2
)，公式如下x
i2
＝tanφ
i
*cosθ
i
y
i2
＝tanφ
i
*sinθ
i
计算每个点的理论光束和实际光束之间的偏差f
i
，公式如下：式中，l为旋转双棱镜到光屏的距离；设m个点的误差评价函数为步骤六：通过levenberg-marquardt算法对误差评价函数进行处理，具体如下：令x＝[δθ1,δθ2,δα1,δα2,δn]
t
，计算f(x)下降方向h
lm
，公式如下：j
t
f (j
t
j μi)h
lm
＝0,μ＞0式中，j为f的雅克比矩阵，μ为阻尼系数，i为单位矩阵；令x＝x h
lm
，计算f(x h
lm
)，进行迭代，直到迭代次数达到500次或者|f(x)-f(x h
lm
)|<10-6
，停止迭代，此时所对应的x＝[δθ1,δθ2,δα1,δα2,δn]
t
值，即对旋转双棱镜的前镜和后镜的零度标定误差、楔角误差和折射率误差进行了修正。2.根据权利要求1所述的基于levenberg-marquardt算法的旋转双棱镜指向偏差修正的方法，其特征在于：m>60。

技术总结
本发明涉及基于Levenberg-Marquardt算法的旋转双棱镜指向偏差修正的方法，采用非近轴光线追迹的方法建立了旋转双棱镜指向模型，在全视场区域内均匀选取若干点，比较旋转双棱镜理论出射光束和实际出射光束的偏差，通过Levenberg-Marquardt迭代算法对旋转双棱镜的前镜和后镜的零度标定误差、楔角误差和折射率误差进行了修正。通过该方法，提高了旋转双棱镜的指向精度。镜的指向精度。镜的指向精度。


技术研发人员：孙建锋 姜玉鑫 侯培培 韩荣磊 任伟杰 从海胜 张龙坤 许玲玲 张正伟
受保护的技术使用者：中国科学院上海光学精密机械研究所
技术研发日：2022.01.26
技术公布日：2022/5/10