面阵分幅式航空红外相机摆扫轴与成像光轴重合性调试机构及方法与流程

1.本发明涉及面阵分幅式航空红外相机组装领域，特别涉及一种面阵分幅式航空红外相机摆扫轴与成像光轴重合性调试机构及方法。


背景技术：

2.航空红外相机属于航空遥感的一种载荷设备。航空遥感即利用有人机、无人机、飞艇等航空飞行器，携载各类成像传感器，获取地球表面自然与人文景观所辐射的电磁波信号，并经图像处理，以提取自然与人文信息的技术。航空遥感具有机动性强、实时更新快、地面分辨率高、观测信息丰富等特点，是快速获取高精度遥感数据的重要手段，因此被世界各国广泛用在资源勘查、环境监测、灾害预报以及军事侦查之中。目前常见的机载光电成像设备主要包括可见光相机、成像光谱仪、激光雷达、微波遥感系统、热红外成像系统等设备。
3.机载热红外成像系统已经在核电站排水监测、海冰监控、城市热岛效应监测与预防、海洋搜救以及军事目标探测等领域得到广泛应用，同时，由于红外探测不受黑夜限制，可有效提高航空遥感探测应用范围，为全天时航空遥感探测提供了可能，因此红外航空遥感在世界各国的科技发展战略中均占有举足轻重的地位。根据实际选用探测器的不同，常见的红外成像系统光机扫描方式分为四种，分别为：单元扫描式、线阵推帚式、多元并扫式以及面阵分幅式。
[0004] 图1 所示为航遥系统采用面阵相机成像时的分幅式摆扫成像技术示意图。图中飞机沿遥感航带前向飞行，系统控制红外面阵相机在翼展方向进行扫描，每个扫描周期拍摄等间隔的 n 张图像，图像之间保证一定的重叠率供图像拼接使用。航带的推进靠飞机前向飞行实现，按照飞机飞行速度v 和飞行高度 h 对扫描周期进行计算后可以实现行与行之间的稳定重叠率。运动机构沿飞机翼展方向扫描可以带动面阵相机实现大视场、高分辨率成像，基于这种技术原理的扫描方式分为两种：单程扫描成像、双程扫描成像。 面阵分幅式摆扫的单程扫描成像分为沿飞机翼展方向的正程扫描和逆程回扫两个过程，扫描机构的扫描角速度曲线和面阵相机周期性扫描成像的地面覆盖位置如图2 所示。图中红色扫描线为正程扫描方向，正程扫描时扫描机构从飞机翼展的一侧由静止开始进行匀加速运动，加速时间为 t1，当速度达到扫描要求速度 v1后，扫描机构开始做匀速运动，此时系统控制相机开始拍照，一个正程扫描周期相机拍摄等角度间隔的 n 张照片，每张照片之间保证一定重叠率，随后扫描机构进行匀减速运动，减速时间同样为 t1，当速度由 v1降到 0 后正程扫描结束。图中蓝色扫描线为逆程扫描方向，逆程扫描时相机不进行拍照，为保证下一次正程扫描时拍到的扫描行图像与前一行扫描图像之间有重叠，要求扫描机构以尽可能快的速度返回扫描初始位置，因此扫描机构以匀加速、均减速，持续时间均为 t2的方式完成逆程回扫。
[0005]
摆扫成像沿画幅即翼展方向扩展成像视场，获取宽幅图像。摆扫机构控制相机在飞机翼展方向做“之”字形给定速度的连续摆扫，相机在摆扫过程中根据预先计算好的位置
曝光拍摄。因曝光时刻相机相对地面坐标系存在沿飞行方向沿摆扫方向的二维运动，所以会产生沿飞行方向的前向像移和沿摆扫方向的摆扫像移。红外热像仪前端的45
°
反射镜完成对飞行方向产生的前向像移进行光学补偿，热像仪内部的反射镜完成对翼展方向产生的摆扫像移进行光学补偿。面阵分幅式航空红外相机的光机结构包括整流罩、45
°
反射镜、俯仰环架、横滚环架、红外热像仪、安装固定座等部件，其中 45
°
反射镜固定在俯仰环架上，与红外热像仪组成光学系统，45
°
反射镜可绕俯仰轴转动，整个光学系统固定在横滚环架上，横滚环架通过横滚轴与固定基座连接。45
°
反射镜将地面景物反射到水平放置的红外热像仪镜头内，降低了横滚环架的转动惯量，同时承担了前向像移复合俯仰姿态扰动隔离功能，横滚环架可绕横滚轴转动，实现了翼展摆停扫描复合横滚姿态扰动隔离功能。图3是面阵分幅式航空红外相机双转轴结构示意图，图4是面阵分幅式航空红外相机结构示意图。
[0006]
航空红外相机是遥感系统的重要载荷设备，成像载荷的性能直接决定着有人、无人遥感系统的应用效能，而直接影响航空相机摆扫光机成像性能的摆扫旋转轴与光轴重合性尤为重要。系统工作时，要求热成像载荷镜筒摆扫旋转轴与红外热像仪光轴重合。若两者存在较大偏差时，在翼展方向的摆扫轨迹（图2中翼展方向单程扫描线）将会出现弯曲，导致遗漏场景信息，影响像移补偿的标定和调校，影响图像拼接和图像的清晰度。飞行高度越高，摆扫角度越大，摆扫速度越快，飞行速度越快影响越严重，因此镜筒摆扫旋转轴与光轴的重合性是红外相机光机性能的重要衡量指标，国内外该指标通常要求≤0.5mrad。
[0007]
近年来，随着航空工业的发展，市场对面阵分幅式航空红外相机的光机性能要求越来越高，上述指标早已无法满足市场要求，而受限于面阵分幅式航空红外相机的组装调试水平，镜筒摆扫旋转轴与光轴的重合性指标无法进一步提升，严重制约航空红外相机的光机性能提高，因此设计一种全新的面阵分幅式航空红外相机组装调试方法，以进一步提升镜筒摆扫旋转轴与光轴的重合性指标，提高航空红外相机的光机性能，从而更好的满足市场需求是本领域技术人员亟待解决的难题。


技术实现要素：

[0008]
本发明的主要目的是提出一种面阵分幅式航空红外相机摆扫轴与成像光轴重合性调试机构及方法，旨在解决现有面阵分幅式航空红外相机的组装调试水平不高，无法进一步提升航空红外相机的光机性能的问题。
[0009]
为解决上述问题，本发明提出了一种面阵分幅式航空红外相机摆扫轴与成像光轴重合性调试机构，包括：v型工装支架,用于放置紧套在红外热像仪上的安装环，并供安装环绕自身轴线旋转；平行光管；转运工装，用于承载v型工装支架和面阵分幅式航空红外相机，并调整v型工装支架和面阵分幅式航空红外相机的方位和俯仰位置，使红外热像仪的十字分化线和平行光管的十字目标靶重合；固定支架一，固设于红外热像仪内，用于安装面阵红外探测器，并带动面阵红外探测器径向移动；固定支架二，回转安装于红外热像仪内，用于安装透镜，并调节透镜的俯仰、方位
以及带动透镜径向移动。
[0010]
在一实施例中，所述v型工装支架包括底板和竖直固设于底板上的v型板，所述v型板上与安装环接触的面设有限位槽。
[0011]
在一实施例中，所述平行光管包括光学试验稳定平台和设于光学试验稳定平台上的平行光管主体。
[0012]
在一实施例中，所述转运工装包括安装架和水平安装于安装架上的横轴，所述横轴与安装架回转连接，所述横轴上固设有竖杆，所述竖杆的上端回转安装有转台。
[0013]
在一实施例中，所述固定支架一包括垂直固连的横板和竖板，所述横板上设有长条孔一，所述竖板上设有长条孔二，所述长条孔一和长条孔二的长度方向均与面阵红外探测器的光轴垂直。
[0014]
在一实施例中，所述固定支架二包括：安装座，可绕竖直轴线回转安装于红外热像仪内；框架，可绕水平轴线回转安装于安装座上，所述框架上设有安装孔；镜框，其内安装有透镜，所述镜框上设有通孔，所述通孔的孔径大于安装孔的孔径，所述镜框通过连接螺钉与框架固连，所述连接螺钉贯穿通孔与安装孔插接固连。
[0015]
此外，为解决上述问题，本发明还提出了一种面阵分幅式航空红外相机摆扫轴与成像光轴重合性调试方法，包括：s1、在保证红外热像仪成像质量的条件下，调节红外热像仪的成像光轴和安装环的中心轴线的重合性满足≤0.25mrad；s2、将红外热像仪安装到横滚环架中，控制横滚环架自转带动红外热像仪摆扫，调节红外热像仪的成像光轴和横滚环架的摆扫轴的重合性满足≤0.25mrad；s3、安装俯仰环架和45
°
反射镜，调整45
°
反射镜的反射面与红外热像仪的成像光轴呈45
°
角。
[0016]
在一实施例中，s1、在保证红外热像仪成像质量的条件下，调节红外热像仪的成像光轴和安装环的中心轴线的重合性满足≤0.25mrad包括：s11、调节红外热像仪的十字分化线和平行光管的十字目标靶重合；s12、使安装环自转；s13、若红外热像仪的成像光轴和安装环的中心轴线的重合性不满足≤0.25mrad，则:s14、径向移动面阵红外探测器,直至十字目标靶在水平和竖直两个方向上均移动到距离十字分化线一半的距离;s15、径向移动透镜，直至红外热像仪的红外图像全画幅均能清晰成像，对均匀背景辐射能量均匀，图像畸变合格；s16、观察红外热像仪的成像光轴和安装环的中心轴线的重合性是否满足≤0.25mrad，若不满足，则重复步骤s11-s15，直至满足为止。
[0017]
在一实施例中，s2、将红外热像仪安装到横滚环架中，控制横滚环架自转带动红外热像仪摆扫，调节红外热像仪的成像光轴和横滚环架的摆扫轴的重合性满足≤0.25mrad包括：s21、将红外热像仪安装到横滚环架中；
s22、控制横滚环架自转带动红外热像仪摆扫；s23、若红外热像仪的成像光轴和横滚环架的摆扫轴的重合性不满足≤0.25mrad，则：s24、径向移动面阵红外探测器,直至十字目标靶在水平和竖直两个方向上均移动到距离十字分化线一半的距离;s25、观察红外热像仪的成像光轴和横滚环架的摆扫轴的重合性是否满足≤0.25mrad，若不满足，则重复步骤s21-s24，直至满足为止。
[0018]
有益效果：本发明的技术方案通过改进面阵分幅式航空红外相机的组装调试方法，可将航空红外相机摆扫轴与成像光轴的重合性指标提升至≤0.25mrad，大幅提高了航空红外相机的光机性能，充分满足了市场需求。
附图说明
[0019]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]
图1是现有航遥系统采用面阵相机成像时的分幅式摆扫成像技术示意图；图2是现有扫描机构的扫描角速度曲线和面阵相机周期性扫描成像的地面覆盖位置示意图；图3是现有面阵分幅式航空红外相机双转轴结构示意图；图4是现有面阵分幅式航空红外相机的结构示意图；图5是本发明v型工装支架的结构示意图；图6是本发明安装环在v型工装支架上的安放示意图;图7是本发明平行光管和转运工装的位置示意图；图8是本发明固定支架一安装面阵红外探测器后的结构示意图；图9是本发明固定支架一安装面阵红外探测器后的左视图；图10是本发明固定支架一的俯视图；图11是本发明固定支架二的结构示意图；图12是本发明面阵分幅式航空红外相机的结构示意图；图13是本发明面阵分幅式航空红外相机的内部结构图；图14是径向移动面阵红外探测器至十字目标靶在水平和竖直两个方向上均移动到距离十字分化线一半的距离时十字目标靶偏离图像中心十字分化线的示意图。
[0021]
附图标记说明如下：1、固定支架一；11、竖板；12、横板；13、长条孔一；14、长条孔二；2、固定支架二；21、安装座；22、转轴一；23、转轴二；24、框架；25、安装孔；26、镜框；27、连接螺钉；28、环槽；29、通孔；3、基座；4、红外热像仪；5、整流罩；6、俯仰环架；7、安装环；8、v型工装支架；81、底板；82、v型板；83、限位槽；9、转运工装；91、安装架；92、横轴；93、竖杆；94、转台；
10、平行光管主体；15、光学试验稳定平台；16、十字目标靶；17、45
°
反射镜；18、横滚环架；19、像移补偿反射镜；20、面阵红外探测器；30、轴承；31、透镜；32、摆扫成像光路；33、伺服控制系统。
具体实施方式
[0022]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0023]
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0024]
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0025]
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“a和/或b”为例，包括a方案、或b方案、或a和b同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
[0026]
本发明提出了一种面阵分幅式航空红外相机摆扫轴与成像光轴重合性调试机构，应用该机构可以实现将面阵分幅式航空红外相机的摆扫轴与成像光轴的重合性满足≤0.25mrad，大幅提高了航空红外相机的光机性能，充分满足了市场需求。
[0027]
具体的，在发明一实施例中，所述面阵分幅式航空红外相机摆扫轴与成像光轴重合性调试机构包括：v型工装支架8、平行光管、转运工装9、固定支架一1和固定支架二2，所述v型工装支架8用于放置紧套在红外热像仪4上的安装环7，并供安装环7绕自身轴线旋转；所述转运工装9用于承载v型工装支架8和面阵分幅式航空红外相机，并调整v型工装支架8和面阵分幅式航空红外相机的方位和俯仰位置，使红外热像仪4的十字分化线和平行光管的十字目标靶16重合；所述固定支架一1固设于红外热像仪4内，用于安装面阵红外探测器20，并带动面阵红外探测器20径向移动；所述固定支架二2回转安装于红外热像仪4内，用于安装透镜31，并调节透镜31的俯仰、方位以及带动透镜31径向移动，从而确保红外热像仪4的成像质量不因面阵红外探测器20径向移动而下降。
[0028]
在本实施例中，如图5和图6所示，所述v型工装支架8包括底板81和竖直固设于底板81上的v型板82，所述v型板82上与安装环7接触的面设有限位槽83，紧套在红外热像仪4上的安装环7被放置到v型板82的限位槽83中后，安装环7被v型板82限位，不能晃动，只能绕
自身水平轴线自转。
[0029]
在本实施例中，如图7所示，所述平行光管包括光学试验稳定平台15和设于光学试验稳定平台15上的平行光管主体10，所述平行光管主体10上固设有十字目标靶16。
[0030]
在本实施例中，如图7所示，所述转运工装9包括安装架91和水平安装于安装架91上的横轴92，所述横轴92与安装架91回转连接，所述横轴92上固设有竖杆93，所述竖杆93的上端回转安装有转台94，所述底板81固定安装在转台94上，所述转台94绕横轴92旋转可调整v型工装支架8上红外热像仪4的俯仰位置，所述转台94绕竖杆93旋转可调整v型工装支架8上红外热像仪4的方位，通过转运工装9调整红外热像仪4的俯仰和方位，使红外热像仪4的十字分化线和平行光管的十字目标靶16重合。
[0031]
在本实施例中，如图8-图10所示，所述固定支架一1包括垂直固连的横板12和竖板11，所述横板12上设有长条孔一13，所述竖板11上设有长条孔二14，所述长条孔一13和长条孔二14的长度方向均与面阵红外探测器20的光轴垂直，所述面阵红外探测器20上的螺栓贯穿长条孔一13、长条孔二14与横板12、竖板11固连，通过调整螺栓在长条孔一13中的位置，比如使螺栓在长条孔一13中沿长度方向从一端移动至另一端可带动面阵红外探测器20在水平方向上径向移动，所谓面阵红外探测器20在水平方向上径向移动是指面阵红外探测器20的光轴水平移动，且移动方向与光轴垂直，通过改变螺栓在长条孔一13中的位置来实现面阵红外探测器20在水平方向上径向移动，同理，通过改变螺栓在长条孔二14中的位置来实现面阵红外探测器20在竖直方向上径向移动，所谓面阵红外探测器20在竖直方向上径向移动是指面阵红外探测器20的光轴上下移动，且移动方向与光轴垂直，如此一来，通过长条孔一13和长条孔二14中的螺栓相互配合即可实现面阵红外探测器20的光轴朝任意方向径向移动，当螺栓松动后即可调整螺栓在长条孔一13和长条孔二14中的位置，待面阵红外探测器20径向移动到位后，再将螺栓拧紧固定在长条孔一13和长条孔二14中即可。
[0032]
在本实施例中，如图11所示，所述固定支架二2包括：安装座21、框架24和镜框26，所述安装座21可绕竖直轴线回转安装于红外热像仪4内，比如图11所示，所述安装座21通过转轴一22与红外热像仪4回转连接，所述转轴一22竖直设置，这样设计，可通过安装座21绕转轴一22转动调整透镜31的方位，所述框架24可绕水平轴线回转安装于安装座21上，比如图11所示，所述框架24两端固设有转轴二23，所述转轴二23与安装座21回转连接，所述转轴二23水平设置，这样设计，可通过框架24绕转轴二23旋转调整透镜31的俯仰位置，所述框架24上设有安装孔25；所述镜框26内侧面设有环槽28，用于安装透镜31，所述透镜31在固定支架二2上的安装样式如图12所示，在图11中，所述镜框26上设有通孔29，所述通孔29的孔径大于安装孔25的孔径，优选的，所述安装孔25为螺纹孔，所述镜框26通过连接螺钉27与框架24固连，所述连接螺钉27贯穿通孔29与安装孔25插接固连，由于通孔29的孔径大于连接螺钉27的直径，因此当连接螺钉27松动后，可轴向平移框架24的位置，也即实现透镜31径向移动，待透镜31径向移动到位后，再将连接螺钉27拧紧固定即可。
[0033]
在本实施例中，所述面阵分幅式航空红外相机的结构如图12和图13所示，与现有面阵分幅式航空红外相机相比，本实施例的面阵分幅式航空红外相机在红外热像仪4内增设了固定支架一1、固定支架二2，通过固定支架一1调节红外热像仪4内面阵红外探测器20的位置，通过固定支架二2调节红外热像仪4内透镜31的位置，以此实现透镜31、面阵红外探测器20、安装环7被精准组装调试到位，确保三者的中心轴线重合。
[0034]
下面根据上述面阵分幅式航空红外相机摆扫轴与成像光轴重合性调试机构来详细介绍面阵分幅式航空红外相机摆扫轴与成像光轴重合性调试方法。
[0035]
本发明提出的一种面阵分幅式航空红外相机摆扫轴与成像光轴重合性调试方法，包括：s1、在保证红外热像仪4成像质量的条件下，调节红外热像仪4的成像光轴和安装环7的中心轴线的重合性满足≤0.25mrad；具体的，步骤s1包括：s11、调节红外热像仪4的十字分化线和平行光管的十字目标靶16重合，此步骤可借助转运工装9实现，如图7所示，红外热像仪4上的安装环7被放置到v型工装支架8后，将v型工装支架8固定到转台94上，然后操控转运工装9调整红外热像仪4的方位和俯仰，使其十字分化线和平行光管的十字目标靶16重合；s12、使安装环7自转，此步骤可借助v型工装支架8实现，待安装环7平稳安放到限位槽83中后，即可拨动安装环7自动；s13、若红外热像仪4的成像光轴和安装环7的中心轴线的重合性不满足≤0.25mrad，说明安装环7存在加工误差，红外热像仪4的成像光轴和安装环7的中心轴线的重合性存在较大偏差，此时十字目标靶16会随着红外热像仪4的旋转而旋转并偏离十字分化线，因此需要继续进行下列调试:s14、径向移动面阵红外探测器20,直至十字目标靶在水平和竖直两个方向上均移动到距离十字分化线一半的距离，如图14所示，此步骤可借助固定支架一1径向平移面阵红外探测器20来实现；s15、径向移动面阵红外探测器20后，红外热像仪4成像质量必将下降，因此还需要继续进行调试：如径向移动透镜31或调整透镜31的方位和俯仰，直至红外热像仪4的红外图像全画幅均能清晰成像，对均匀背景辐射能量均匀，图像畸变合格，如此操作，红外热像仪4成像质量才能恢复；s16、径向移动面阵红外探测器20后，红外热像仪4的成像光轴会轻微移动，此时观察红外热像仪4的成像光轴和安装环7的中心轴线的重合性是否满足≤0.25mrad，若不满足，则重复步骤s11-s15，直至满足为止，若红外热像仪4的成像光轴和安装环7的中心轴线的重合性满足≤0.25mrad，则红外热像仪4、安装环7组装调试到位，接下来便可进行后续组装调试。
[0036]
s2、将红外热像仪4安装到横滚环架18中，控制横滚环架18自转带动红外热像仪4摆扫，调节红外热像仪4的成像光轴和横滚环架18的摆扫轴的重合性满足≤0.25mrad；具体的，步骤s2包括：s21、将红外热像仪4安装到横滚环架18中，然后将横滚环架18安装到基座3中，最后将基座3固定到转台94上，在图7中借助转运工装9调整面阵分幅式航空红外相机的方位和俯仰，使其红外热像仪4的十字分化线和平行光管的十字目标靶16重合；s22、控制横滚环架18自转带动红外热像仪4摆扫，此步骤可通过控制伺服控制系统33来实现，如图12和图13所示，伺服控制系统33属于现有面阵分幅式航空红外相机内的重要结构组成，伺服控制系统33的作用是控制横滚环架18和俯仰环架6自转或摆扫，摆扫角度通常为180
°
；
s23、如图12和图13所示，横滚环架18外套设有轴承30，横滚环架18通过轴承30回转安装在基座3内，然后通过固定安装在基座3内的伺服控制系统33带动横滚环架18自转或摆扫，当轴承30存在加工误差时，将严重影响红外热像仪4的成像光轴和横滚环架18的摆扫轴的重合度，因此若红外热像仪4的成像光轴和横滚环架18的摆扫轴的重合性不满足≤0.25mrad，则需要继续进行如下调试：s24、径向移动面阵红外探测器20,直至十字目标靶在水平和竖直两个方向上均移动到距离十字分化线一半的距离，如图14所示，此步骤可借助固定支架一1径向平移面阵红外探测器20来实现，由于此步骤只是微调改变面阵红外探测器20的状态，因此不会对图像质量造成影响，固无需径向移动透镜31或调整透镜31的方位和俯仰;s25、观察红外热像仪4的成像光轴和横滚环架18的摆扫轴的重合性是否满足≤0.25mrad，若不满足，则重复步骤s21-s24，直至满足为止，若红外热像仪4的成像光轴和横滚环架18的摆扫轴的重合性满足≤0.25mrad，则红外热像仪4、横滚环架18组装调试到位，接下来便可进行后续组装调试。
[0037]
s3、安装俯仰环架6和45
°
反射镜17，调整45
°
反射镜17的反射面与红外热像仪4的成像光轴呈45
°
角，此步骤可通过伺服控制系统33控制俯仰环架6转动调整45
°
反射镜17的位置。
[0038]
在本实施例中，待45
°
反射镜17位置调整到位后，如图12和图13所示，再将整流罩5安装到位即可完成面阵分幅式航空红外相机的组装调试作业，所组装的面阵分幅式航空红外相机的摆扫轴与成像光轴的重合性提高至≤0.25mrad，大幅提高了航空红外相机的光机性能，充分满足了市场需求。
[0039]
在本实施例中，红外热像仪4内的像移补偿反射镜19在进行步骤s1前已经被安装到红外热像仪4内。
[0040]
进一步的，在本实施例中，所述一种面阵分幅式航空红外相机摆扫轴与成像光轴重合性调试方法还包括面阵分幅式航空红外相机组装调试完毕后对机组装调试结果进行验证，如果验证结果不达标，则进一步查找原因并解决，或者重新进行组装调试。
[0041]
具体的，所述验证的方法如下：将面阵分幅式航空红外相机安装到转运工装9上并横置于平行光管前方，借助转运工装9调整面阵分幅式航空红外相机的方位和俯仰，使得面阵分幅式航空红外相机通过45
°
反射镜17能够清晰看到平行光管内的十字目标靶16；开启面阵分幅式航空红外相机的摆扫模式，45
°
反射镜17处于静态控制初始零位位置，红外热像仪4内部像移补偿反射镜19处于像移补偿动态工作状态，查看摆扫模式下面阵分幅式航空红外相机是否能清晰的拍下平行光管内的十字目标靶16，如不清晰，需要查找原因进一步调试。
[0042]
此外，于其它实施例中，所述验证的方法还可以如下：将面阵分幅式航空红外相机竖立起来对外景进行水平摆扫拍照；准备就绪后，开启面阵分幅式航空红外相机摆扫模式，45
°
反射镜17处于静态控制初始零位位置，红外热像仪4内部像移补偿反射镜19处于像移补偿动态工作状态，查看摆扫模式下面阵分幅式航空红外相机是否能清晰的记录下摆扫视角内的场景并且没有遗漏，查看拍下的场景图片是否满足设计要求，图像清晰度，图像畸变等是否满足设计要求。如不满
足需要查找原因进一步调试。
[0043]
本实施例的面阵分幅式航空红外相机包括面阵分幅式航空长波红外相机、面阵分幅式航空双波段（中/长波）红外相机。
[0044]
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

技术特征：
1.一种面阵分幅式航空红外相机摆扫轴与成像光轴重合性调试机构，其特征在于，包括：v型工装支架,用于放置紧套在红外热像仪上的安装环，并供安装环绕自身轴线旋转；平行光管；转运工装，用于承载v型工装支架和面阵分幅式航空红外相机，并调整v型工装支架和面阵分幅式航空红外相机的方位和俯仰位置，使红外热像仪的十字分化线和平行光管的十字目标靶重合；固定支架一，固设于红外热像仪内，用于安装面阵红外探测器，并带动面阵红外探测器径向移动；固定支架二，回转安装于红外热像仪内，用于安装透镜，并调节透镜的俯仰、方位以及带动透镜径向移动。2.如权利要求1所述的一种面阵分幅式航空红外相机摆扫轴与成像光轴重合性调试机构，其特征在于，所述v型工装支架包括底板和竖直固设于底板上的v型板，所述v型板上与安装环接触的面设有限位槽。3.如权利要求1所述的一种面阵分幅式航空红外相机摆扫轴与成像光轴重合性调试机构，其特征在于，所述平行光管包括光学试验稳定平台和设于光学试验稳定平台上的平行光管主体。4.如权利要求1所述的一种面阵分幅式航空红外相机摆扫轴与成像光轴重合性调试机构，其特征在于，所述转运工装包括安装架和水平安装于安装架上的横轴，所述横轴与安装架回转连接，所述横轴上固设有竖杆，所述竖杆的上端回转安装有转台。5.如权利要求1所述的一种面阵分幅式航空红外相机摆扫轴与成像光轴重合性调试机构，其特征在于，所述固定支架一包括垂直固连的横板和竖板，所述横板上设有长条孔一，所述竖板上设有长条孔二，所述长条孔一和长条孔二的长度方向均与面阵红外探测器的光轴垂直。6.如权利要求1所述的一种面阵分幅式航空红外相机摆扫轴与成像光轴重合性调试机构，其特征在于，所述固定支架二包括：安装座，可绕竖直轴线回转安装于红外热像仪内；框架，可绕水平轴线回转安装于安装座上，所述框架上设有安装孔；镜框，其内安装有透镜，所述镜框上设有通孔，所述通孔的孔径大于安装孔的孔径，所述镜框通过连接螺钉与框架固连，所述连接螺钉贯穿通孔与安装孔插接固连。7.一种面阵分幅式航空红外相机摆扫轴与成像光轴重合性调试方法，其特征在于，包括：s1、在保证红外热像仪成像质量的条件下，调节红外热像仪的成像光轴和安装环的中心轴线的重合性满足≤0.25mrad；s2、将红外热像仪安装到横滚环架中，控制横滚环架自转带动红外热像仪摆扫，调节红外热像仪的成像光轴和横滚环架的摆扫轴的重合性满足≤0.25mrad；s3、安装俯仰环架和45
°
反射镜，调整45
°
反射镜的反射面与红外热像仪的成像光轴呈45
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角。8.如权利要求7所述的一种面阵分幅式航空红外相机摆扫轴与成像光轴重合性调试方
法，其特征在于，s1、在保证红外热像仪成像质量的条件下，调节红外热像仪的成像光轴和安装环的中心轴线的重合性满足≤0.25mrad包括：s11、调节红外热像仪的十字分化线和平行光管的十字目标靶重合；s12、使安装环自转；s13、若红外热像仪的成像光轴和安装环的中心轴线的重合性不满足≤0.25mrad，则:s14、径向移动面阵红外探测器,直至十字目标靶在水平和竖直两个方向上均移动到距离十字分化线一半的距离;s15、径向移动透镜，直至红外热像仪的红外图像全画幅均能清晰成像，对均匀背景辐射能量均匀，图像畸变合格；s16、观察红外热像仪的成像光轴和安装环的中心轴线的重合性是否满足≤0.25mrad，若不满足，则重复步骤s11-s15，直至满足为止。9.如权利要求7所述的一种面阵分幅式航空红外相机摆扫轴与成像光轴重合性调试方法，其特征在于，s2、将红外热像仪安装到横滚环架中，控制横滚环架自转带动红外热像仪摆扫，调节红外热像仪的成像光轴和横滚环架的摆扫轴的重合性满足≤0.25mrad包括：s21、将红外热像仪安装到横滚环架中；s22、控制横滚环架自转带动红外热像仪摆扫；s23、若红外热像仪的成像光轴和横滚环架的摆扫轴的重合性不满足≤0.25mrad，则：s24、径向移动面阵红外探测器,直至十字目标靶在水平和竖直两个方向上均移动到距离十字分化线一半的距离;s25、观察红外热像仪的成像光轴和横滚环架的摆扫轴的重合性是否满足≤0.25mrad，若不满足，则重复步骤s21-s24，直至满足为止。

技术总结
本发明公开了一种面阵分幅式航空红外相机摆扫轴与成像光轴重合性调试机构及方法，其中所述面阵分幅式航空红外相机摆扫轴与成像光轴重合性调试机构包括：V型工装支架,用于放置设于红外热像仪上的安装环，并供安装环绕自身轴线旋转；平行光管；转运工装，用于承载V型工装支架和面阵分幅式航空红外相机，并调整V型工装支架和面阵分幅式航空红外相机的方位和俯仰位置。有益效果：本发明的技术方案通过改进面阵分幅式航空红外相机的组装调试方法，可将航空红外相机摆扫轴与成像光轴的重合性指标提升至≤0.25mrad，大幅提高了航空红外相机的光机性能，充分满足了市场需求。充分满足了市场需求。充分满足了市场需求。


技术研发人员：刘海 许红 王宏波 普瑞 李晓斌 李东 赵玉成 陶升礼 钱俊 杨锡柱 张雨璇 陈相杰 黄声
受保护的技术使用者：昆明北方红外技术股份有限公司
技术研发日：2022.11.12
技术公布日：2023/5/12