專利名稱：基于窄帶干涉濾光片和主動(dòng)標(biāo)志器實(shí)現(xiàn)的適配系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種基于窄帶干渉濾光片和主動(dòng)標(biāo)志器實(shí)現(xiàn)的適配系統(tǒng)，用于針對(duì)主動(dòng)標(biāo)志器實(shí)現(xiàn)標(biāo)志識(shí)別、位姿參數(shù)測量與尋的跟蹤功能。
背景技術(shù)：
目前，在國內(nèi)外的光電敏感器、光電通信及其位姿測量與跟蹤系統(tǒng)中，其合作目標(biāo)一般都采用被動(dòng)的逆向反射器，例如，美國已經(jīng)進(jìn)行了多次飛行演示驗(yàn)證(DART)中的視頻導(dǎo)航敏感器(VGS)及其改進(jìn)型號(hào)AVGS和視覺導(dǎo)航敏感器(VNS)等，還有正在應(yīng)用的美國的軌跡控制敏感器(TCS)、日本的接近敏感器(PXS)和歐洲的視頻儀(VMD)等，它們采用的都是被動(dòng)的逆向反射器構(gòu)成的ー組合作目標(biāo)。這種合作目標(biāo)的工作模式大都是在跟蹤飛行器上使用兩種不同波長的激光束依次照射目標(biāo)飛行器上的反射器，而反射器只反射其中ー個(gè)波長的激光束而吸收另ー個(gè)波長的激光束，對(duì)兩次反射光束組合交替成像，對(duì)所成圖象進(jìn)行相減操作，從而抑制陽光及其它雜散光干擾，提取出反射器的像斑，進(jìn)而基于ー組反射器的像斑完成標(biāo)志識(shí)別、相對(duì)位姿參數(shù)測量和尋的跟蹤。很顯然，上述使用反射器在工作模式上存在兩個(gè)問題:ー是不同波長的激光束在兩次相鄰照射反射器的時(shí)間段內(nèi)，反射器附近的陽光及其它雜散光干擾背景不能有顯著變化，若有顯著變化，則不能達(dá)到消除陽光和其他雜散光干擾的要求。在上述應(yīng)用中，幀速最大只有5Hz，幀間間隔大于200ms，盡管激光照射功率很高(VGS:450ff, AVGS: 150W)，但其輻射強(qiáng)度還是難以與陽光照射的強(qiáng)度相比，不能保障滿足上述消除雜散光干擾的要求。ニ是與主動(dòng)標(biāo)志器所成像斑比較，反射器所成像斑質(zhì)量較差，難以保證均勻性和對(duì)稱性的要求，不能保證較高的測量精度，在殘留干擾嚴(yán)重的情況下，甚至產(chǎn)生嚴(yán)重錯(cuò)誤。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供ー種基于窄帶干渉濾光片和主動(dòng)標(biāo)志器實(shí)現(xiàn)的適配系統(tǒng)，該適配系統(tǒng)可有效地消除陽光及其它雜散光帶來的干擾，完成主動(dòng)標(biāo)志器的標(biāo)志識(shí)別以及相對(duì)位姿參數(shù)測量、尋的跟蹤等功能。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:ー種基于窄帶干渉濾光片和主動(dòng)標(biāo)志器實(shí)現(xiàn)的適配系統(tǒng)，其特征在于:它包括窄帶干涉濾光片、主動(dòng)標(biāo)志器、攝像裝置，該窄帶干渉濾光片置于該攝像裝置的鏡頭前，該攝像裝置與成像處理設(shè)備連接，工作在近紅外波段的該主動(dòng)標(biāo)志器與該攝像裝置的鏡頭相距的距離處于設(shè)定距離范圍內(nèi)，入射該窄帶干渉濾光片的光束經(jīng)由該窄帶干涉濾光片濾光后被該攝像裝置采集，其中:該窄帶干渉濾光片的通帶中心波長近似等于該主動(dòng)標(biāo)志器的峰值波長。所述窄帶干渉濾光片包括由石英玻璃材料制成的基片，在該基片的上、下表面上分別鍍制主峰膜系、截次峰膜系，其中:該主峰膜系為四半波膜系；該截次峰膜系為截次峰膜堆。所述主峰膜系為ニ氧化硅膜層、五氧化ニ鈮膜層交替層疊而成，所述主峰膜系由至少48層膜層構(gòu)成，每層該ニ氧化硅膜層的層厚與所述窄帶干渉濾光片四分之一通帶中心波長的比值介于0.5至1.5之間，每層該五氧化ニ鈮膜層的層厚與所述窄帶干渉濾光片四分之一通帶中心波長的比值介于0.5至3.0之間；所述截次峰膜系為ニ氧化硅膜層、五氧化ニ鈮膜層交替層疊而成，所述截次峰膜系由至少118層膜層構(gòu)成，每層該ニ氧化硅膜層的層厚與所述窄帶干渉濾光片四分之一通帶中心波長的比值介于0.2至2.0之間，每層該五氧化ニ鈮膜層的層厚與所述窄帶干涉濾光片四分之一通帶中心波長的比值介于0.1至2.0之間。在所述窄帶干渉濾光片的四周側(cè)壁上涂敷黑色消光漆。所述主動(dòng)標(biāo)志器朝向所述窄帶干涉濾光片輻射呈圓錐形的近紅外光，所述主動(dòng)標(biāo)志器為至少三個(gè)近場主動(dòng)標(biāo)志器和/或至少三個(gè)遠(yuǎn)場主動(dòng)標(biāo)志器。當(dāng)考慮所述窄帶干涉濾光片的斜入射漂移和所述主動(dòng)標(biāo)志器的溫度效應(yīng)因素影響時(shí)，在所述主動(dòng)標(biāo)志器的發(fā)光器件處于室溫及令光束準(zhǔn)直入射窄帶干渉濾光片的工作面的情況下，根據(jù)下式對(duì)所述窄帶干渉濾光片的通帶中心波長進(jìn)行斜入射補(bǔ)償，
權(quán)利要求
1.ー種基于窄帶干渉濾光片和主動(dòng)標(biāo)志器實(shí)現(xiàn)的適配系統(tǒng)，其特征在于:它包括窄帶干渉濾光片、主動(dòng)標(biāo)志器、攝像裝置，該窄帶干渉濾光片置于該攝像裝置的鏡頭前，該攝像裝置與成像處理設(shè)備連接，工作在近紅外波段的該主動(dòng)標(biāo)志器與該攝像裝置的鏡頭相距的距離處于設(shè)定距離范圍內(nèi)，入射該窄帶干渉濾光片的光束經(jīng)由該窄帶干涉濾光片濾光后被該攝像裝置采集，其中:該窄帶干渉濾光片的通帶中心波長近似等于該主動(dòng)標(biāo)志器的峰值波長。
2.如權(quán)利要求1所述的適配系統(tǒng)，其特征在干: 所述窄帶干渉濾光片包括由石英玻璃材料制成的基片，在該基片的上、下表面上分別鍍制主峰膜系、截次峰膜系，其中:該主峰膜系為四半波膜系；該截次峰膜系為截次峰膜堆。
3.如權(quán)利要求2所述的適配系統(tǒng)，其特征在于: 所述主峰膜系為ニ氧化硅膜層、五氧化ニ鈮膜層交替層疊而成，所述主峰膜系由至少48層膜層構(gòu)成，每層該ニ氧化硅膜層的層厚與所述窄帶干渉濾光片四分之一通帶中心波長的比值介于0.5至1.5之間，每層該五氧化ニ鈮膜層的層厚與所述窄帶干渉濾光片四分之一通帶中心波長的比值介于0.5至3.0之間； 所述截次峰膜系為ニ氧化硅膜層、五氧化ニ鈮膜層交替層疊而成，所述截次峰膜系由至少118層膜層構(gòu)成，每層該ニ氧化硅膜層的層厚與所述窄帶干渉濾光片四分之一通帶中心波長的比值介于0.2至2.0之間，每層該五氧化ニ鈮膜層的層厚與所述窄帶干渉濾光片四分之一通帶中心波長的比值介于0.1至2.0之間。
4.如權(quán)利要求2或3所述的適配系統(tǒng)，其特征在于: 在所述窄帶干渉濾光片的四周側(cè)壁上涂敷黑色消光漆。
5.如權(quán)利要求1所述的適配系統(tǒng)，其特征在于: 所述主動(dòng)標(biāo)志器朝向所述窄帶干涉濾光片輻射呈圓錐形的近紅外光，所述主動(dòng)標(biāo)志器為至少三個(gè)近場主動(dòng)標(biāo)志器和/或至少三個(gè)遠(yuǎn)場主動(dòng)標(biāo)志器。
6.如權(quán)利要求2所述的適配系統(tǒng)，其特征在于: 當(dāng)考慮所述窄帶干涉濾光片的斜入射漂移和所述主動(dòng)標(biāo)志器的溫度效應(yīng)因素影響時(shí)，在所述主動(dòng)標(biāo)志器的發(fā)光器件處于室溫及令光束準(zhǔn)直入射窄帶干渉濾光片的工作面的情況下，根據(jù)下式對(duì)所述窄帶干渉濾光片的通帶中心波長進(jìn)行斜入射補(bǔ)償，,—2幾PO + tKXp x (r_ + Tmm - 2T0) ノ W —If I ft qiri Q f 1+J1-0腿 在上式中，！為溫度上限，Tfflin為溫度下限，T0為室溫，n0為所述窄帶干渉濾光片的基片的折射率，e為與所述窄帶干渉濾光片的膜層材料和膜系相關(guān)的參數(shù)，nH>e>nL, nH為所述主峰膜系、截次峰膜系中的五氧化ニ鈮膜層的折射率，nL為所述主峰膜系、截次峰膜系中的ニ氧化硅膜層的折射率，9 _為傾斜入射所述窄帶干渉濾光片的工作面的光束的最大斜入射角，Tkap為所述主動(dòng)標(biāo)志器的發(fā)光器件的溫度系數(shù)，A 00為光束準(zhǔn)直入射所述窄帶干涉濾光片的工作面時(shí)所述窄帶干渉濾光片的通帶中心波長，Xpci為所述主動(dòng)標(biāo)志器在室溫時(shí)的峰值波長。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于窄帶干涉濾光片和主動(dòng)標(biāo)志器實(shí)現(xiàn)的適配系統(tǒng)，包括窄帶干涉濾光片、主動(dòng)標(biāo)志器、攝像裝置，窄帶干涉濾光片置于攝像裝置的鏡頭前，攝像裝置與成像處理設(shè)備連接，工作在近紅外波段的主動(dòng)標(biāo)志器與攝像裝置的鏡頭相距的距離處于設(shè)定距離范圍內(nèi)，入射窄帶干涉濾光片的光束經(jīng)由窄帶干涉濾光片濾光后被攝像裝置采集，窄帶干涉濾光片的通帶中心波長近似等于主動(dòng)標(biāo)志器的峰值波長。本發(fā)明利用窄帶干涉濾光片與主動(dòng)標(biāo)志器建立一種連續(xù)工作模式，在經(jīng)由本發(fā)明得到的圖象中，主動(dòng)標(biāo)志器的像斑與陽光干涉區(qū)域被清晰分開，可有效消除陽光及其它雜散光帶來的干擾，完成主動(dòng)標(biāo)志器的標(biāo)志識(shí)別以及相對(duì)位姿參數(shù)測量、尋的跟蹤等功能。
文檔編號(hào)H04N5/225GK103116200SQ20131004573
公開日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2013年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月5日
發(fā)明者李金宗, 朱兵, 李冬冬, 周東平 申請(qǐng)人:李金宗