本發(fā)明涉及溫度采集技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種反射式光學(xué)成像設(shè)備焦面參考溫度采集方法。

背景技術(shù)：

光學(xué)成像設(shè)備是一種通過(guò)將目標(biāo)反射的光線(xiàn)會(huì)聚到圖像傳感器上從而獲得目標(biāo)圖像的設(shè)備，在氣象觀測(cè)、信息偵察、地理測(cè)繪、目標(biāo)跟蹤等領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。目前，光學(xué)成像設(shè)備的工作原理都是基于幾何光學(xué)，借助反射鏡將光線(xiàn)反射、會(huì)聚，并最終使光線(xiàn)的焦點(diǎn)落在光電傳感器。

光學(xué)成像設(shè)備的機(jī)械結(jié)構(gòu)在不同溫度條件下存在熱脹冷縮現(xiàn)象，最終可能導(dǎo)致光線(xiàn)的焦點(diǎn)與光電傳感器之間存在偏差，出現(xiàn)離焦現(xiàn)象。對(duì)于主反射鏡面型精度較高的光學(xué)系統(tǒng)而言，大量的分析和試驗(yàn)證明，光學(xué)成像設(shè)備的主反射鏡與主反射鏡背板的溫度對(duì)光學(xué)系統(tǒng)焦距的影響較大，因此可將主反射鏡與主反射鏡背板的溫度作為光學(xué)成像設(shè)備的參考溫度。出廠前，通過(guò)實(shí)驗(yàn)室熱環(huán)境模擬和大量的分析與測(cè)試，已經(jīng)找到光學(xué)成像設(shè)備的參考溫度與焦距的關(guān)系，因此當(dāng)光學(xué)成像設(shè)備出廠進(jìn)入工作環(huán)境后，只需知道其參考溫度就可確定當(dāng)前實(shí)際焦距，判斷光學(xué)成像設(shè)備是否存在離焦現(xiàn)象。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了克服當(dāng)前光學(xué)成像設(shè)備參考溫度采集存在的簡(jiǎn)單、容易誤判的缺點(diǎn)，提出一種基于主反射鏡及主反射鏡背板的多點(diǎn)溫度采集與處理的，可更加準(zhǔn)確的得到高精度反射式光學(xué)成像設(shè)備焦面的參考溫度的，反射式光學(xué)成像設(shè)備焦面參考溫度采集方法。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案具體如下：

一種反射式光學(xué)成像設(shè)備焦面參考溫度采集方法，包括以下步驟：

僅使用主反射鏡各溫度測(cè)量點(diǎn)數(shù)據(jù)判定：依次采集相機(jī)主反射鏡全部溫度測(cè)量點(diǎn)數(shù)據(jù)并計(jì)算它們的平均值，計(jì)算全部溫度測(cè)量點(diǎn)數(shù)值與其平均值的差值，當(dāng)該差值滿(mǎn)足主反射鏡溫度離散門(mén)限時(shí)，該差值就是光學(xué)成像設(shè)備的焦面參考溫度，否則繼續(xù)采集主反射鏡背板溫度；

利用主反射鏡背板溫度與主反射鏡溫度的差值判定：采集主反射鏡背板上所有溫度測(cè)量點(diǎn)數(shù)據(jù)，除最大值和最小值外計(jì)算其余溫度測(cè)量點(diǎn)數(shù)據(jù)的平均值，再將主反射鏡全部溫度測(cè)量點(diǎn)數(shù)據(jù)與該平均值依次作差，逐個(gè)判斷差值是否滿(mǎn)足主反射鏡組件溫度離散門(mén)限，如果存在滿(mǎn)足條件的差值則將這些差值對(duì)應(yīng)的主反射鏡溫度點(diǎn)數(shù)據(jù)平均后作為光學(xué)成像設(shè)備的焦面參考溫度，否則將差值絕對(duì)值最小的主反射鏡溫度點(diǎn)數(shù)據(jù)作為光學(xué)成像設(shè)備的焦面參考溫度。

在上述技術(shù)方案中，所述反射式光學(xué)成像設(shè)備焦面參考溫度采集方法，具體包括以下步驟：

(1)、采集主反射鏡上所有溫度測(cè)量點(diǎn)數(shù)據(jù)，分別標(biāo)記為T(mén)1，T2，…Tn，它們的平均值記作△Tavg；

(2)、分別計(jì)算T1，T2，…Tn與△Tavg的差值，取絕對(duì)值后標(biāo)記為△T1,△T2，…△Tn；

(3)、從△T1，△T2，…△Tn中選取最小值，標(biāo)記為△Tmin，其對(duì)應(yīng)的主反射鏡溫度測(cè)量點(diǎn)數(shù)據(jù)為T(mén)Sn；

(4)、當(dāng)△Tmin小于主反射鏡溫度離散門(mén)限G1時(shí)，則TSn為該光學(xué)成像設(shè)備當(dāng)前焦面參考溫度，溫度采集結(jié)束；

(5)、當(dāng)△Tmin大于主反射鏡溫度離散門(mén)限G1時(shí)，采集主反射鏡背板上所有溫度測(cè)量點(diǎn)數(shù)據(jù)，分別標(biāo)記為t1，t2，…tn；

(6)、找出t1，t2，…tn中的最大值tMAX和最小值tMIN，計(jì)算除最大值tMAX和最小值tMIN之外其余數(shù)據(jù)的平均值△tavg；

(7)、分別計(jì)算主反射鏡上所有溫度測(cè)量點(diǎn)數(shù)據(jù)T1，T2，…Tn與△tavg的差值，取絕對(duì)值后標(biāo)記為△t1，△t2，…△tn；

(8)、從△t1，△t2，…△tn中選取最小值，標(biāo)記為△tmin，其對(duì)應(yīng)的主反射鏡溫度測(cè)量點(diǎn)數(shù)據(jù)標(biāo)記為T(mén)smin；

(9)、從△t1，△t2，…△tn中選取小于主反射鏡組件溫度離散門(mén)限G2的點(diǎn)，把它們對(duì)應(yīng)的主反射鏡溫度測(cè)量點(diǎn)數(shù)據(jù)標(biāo)記為T(mén)s1，Ts2，…Tsk，計(jì)算Ts1，Ts2，…Tsk的平均值Tsavg，將其作為焦面參考溫度，溫度采集結(jié)束；如果△t1，△t2，…△tn中不存在小于主反射鏡組件溫度離散門(mén)限G2的點(diǎn)，即Tsavg＝0，則將Tsmin當(dāng)作焦面參考溫度，溫度采集結(jié)束。

在上述技術(shù)方案中，所述的反射式光學(xué)成像設(shè)備是一種將光線(xiàn)反射會(huì)聚成像的光學(xué)成像系統(tǒng)，該系統(tǒng)是僅包含一個(gè)用于會(huì)聚光線(xiàn)的主反射鏡的單反系統(tǒng)，或者是包含主反射鏡和次鏡兩個(gè)用于會(huì)聚光線(xiàn)的反射鏡的兩反系統(tǒng)，或者是包括主反射鏡、次鏡、三鏡三種反射鏡的三反系統(tǒng)，或者是大于三反的多反式光學(xué)系統(tǒng)。

在上述技術(shù)方案中，所述的主反射鏡面型精度優(yōu)于λ/30，λ為系統(tǒng)所用光波的波長(zhǎng)。

在上述技術(shù)方案中，所述的光學(xué)相機(jī)安裝在主反射鏡背板上，且主反射鏡安裝在主反射鏡背板上。

在上述技術(shù)方案中，所述的采集溫度測(cè)量點(diǎn)數(shù)據(jù)的方法是，間隔一定時(shí)間連續(xù)采集多次溫度數(shù)據(jù)的平均值作為該溫度測(cè)量點(diǎn)的溫度數(shù)據(jù)。

在上述技術(shù)方案中，所述的主反射鏡上溫度測(cè)量點(diǎn)數(shù)量至少大于1個(gè)。

在上述技術(shù)方案中，所述的主反射鏡背板上溫度測(cè)量點(diǎn)數(shù)量至少大于1個(gè)。

本發(fā)明具有以下的有益效果：

本發(fā)明的反射式光學(xué)成像設(shè)備焦面參考溫度采集方法，主反射鏡在不同溫度下的變形對(duì)光學(xué)成像設(shè)備的焦距影響最大，因此首先要判斷它的溫度，在主反射鏡上設(shè)置2個(gè)以上的溫度測(cè)量點(diǎn)，可在單個(gè)溫度測(cè)量點(diǎn)采集數(shù)據(jù)異?；蛲饨鐪囟葎×易兓瘜?dǎo)致主反射鏡局部溫度變化但由于其熱容較大而整體并未發(fā)生變化時(shí)正確采集得到相機(jī)真實(shí)參考溫度。

本發(fā)明的反射式光學(xué)成像設(shè)備焦面參考溫度采集方法，當(dāng)主反射鏡各溫度點(diǎn)數(shù)據(jù)一致性較差時(shí)難以得到主反射鏡溫度，借助與主反射鏡緊密銜接的主反射鏡背板上的各溫度點(diǎn)數(shù)據(jù)可推斷出主反射鏡溫度點(diǎn)數(shù)據(jù)的正確性，也可正確得到光學(xué)成像設(shè)備參考溫度。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

圖1為本發(fā)明的方法的流程框圖。

具體實(shí)施方式

僅選擇某一個(gè)溫度傳感器的數(shù)值作為光學(xué)成像設(shè)備焦面參數(shù)溫度的簡(jiǎn)單做法，難以反映其焦面的真實(shí)參考溫度，本發(fā)明可提高光學(xué)成像設(shè)備焦面參考溫度采集的準(zhǔn)確性，為不同溫度條件下準(zhǔn)確調(diào)焦并獲取清晰圖像奠定了基礎(chǔ)。

本發(fā)明的反射式光學(xué)成像設(shè)備焦面參考溫度采集方法包括以下步驟：

僅使用主反射鏡各溫度測(cè)量點(diǎn)數(shù)據(jù)判定：依次采集相機(jī)主反射鏡全部溫度測(cè)量點(diǎn)數(shù)據(jù)并計(jì)算它們的平均值，計(jì)算全部溫度測(cè)量點(diǎn)數(shù)值與其平均值的差值，當(dāng)該差值滿(mǎn)足主反射鏡溫度離散門(mén)限時(shí)，該差值就是光學(xué)成像設(shè)備的焦面參考溫度，否則繼續(xù)采集主反射鏡背板溫度；

利用主反射鏡背板溫度與主反射鏡溫度的差值判定：采集主反射鏡背板上所有溫度測(cè)量點(diǎn)數(shù)據(jù)，除最大值和最小值外計(jì)算其余溫度測(cè)量點(diǎn)數(shù)據(jù)的平均值，再將主反射鏡全部溫度測(cè)量點(diǎn)數(shù)據(jù)與該平均值依次作差，逐個(gè)判斷差值是否滿(mǎn)足主反射鏡組件溫度離散門(mén)限，如果存在滿(mǎn)足條件的差值則將這些差值對(duì)應(yīng)的主反射鏡溫度點(diǎn)數(shù)據(jù)平均后作為光學(xué)成像設(shè)備的焦面參考溫度，否則將差值絕對(duì)值最小的主反射鏡溫度點(diǎn)數(shù)據(jù)作為光學(xué)成像設(shè)備的焦面參考溫度。

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做以詳細(xì)說(shuō)明。

如圖1所示，為本發(fā)明反射式光學(xué)成像設(shè)備參考溫度采集方法的流程框圖，主要步驟如下：

步驟1：采集主反射鏡上所有溫度測(cè)量點(diǎn)數(shù)據(jù)，分別標(biāo)記為T(mén)1，T2，…Tn，并計(jì)算它們的平均值△Tavg；

步驟2：分別計(jì)算T1，T2，…Tn與△Tavg的差值，取絕對(duì)值后標(biāo)記為△T1,△T2，…△Tn；

步驟3：從△T1,△T2，…△Tn中選取最小值，標(biāo)記為△Tmin，其對(duì)應(yīng)的主反射鏡溫度測(cè)量點(diǎn)數(shù)據(jù)為T(mén)Sn；

步驟4：當(dāng)△Tmin小于主反射鏡溫度離散門(mén)限G1時(shí)，則TSn為光學(xué)成像設(shè)備焦面參考溫度，溫度采集結(jié)束；

步驟5：當(dāng)△Tmin大于主反射鏡溫度離散門(mén)限G1時(shí)，采集主反射鏡背板上所有溫度測(cè)量點(diǎn)數(shù)據(jù)，分別標(biāo)記為t1，t2，…tn；

步驟6：找出t1，t2，…tn中的最大值tMAX和最小值tMIN，計(jì)算除最大值tMAX和最小值tMIN之外其余溫度值的平均值△tavg；

步驟7：分別計(jì)算主反射鏡上所有溫度測(cè)量點(diǎn)數(shù)據(jù)T1，T2，…Tn與△tavg的差值，取絕對(duì)值后標(biāo)記為△t1，△t2，…△tn；

步驟8：從△t1，△t2，…△tn中選取最小值，標(biāo)記為△tmin，其對(duì)應(yīng)的主反射鏡溫度測(cè)量點(diǎn)數(shù)據(jù)標(biāo)記為T(mén)smin；

步驟9：從△t1，△t2，…△tn中選取小于主反射鏡組件溫度離散門(mén)限G2的點(diǎn)，把它們對(duì)應(yīng)的主反射鏡溫度測(cè)量點(diǎn)數(shù)據(jù)標(biāo)記為T(mén)s1，Ts2，…Tsk，計(jì)算Ts1，Ts2，…Tsk的平均值Tsavg，將其作為光學(xué)成像設(shè)備焦面參考溫度，溫度采集結(jié)束；如果△t1，△t2，…△tn中不存在小于主反射鏡組件溫度離散門(mén)限G2的點(diǎn)，即Tsavg＝0，則Tsmin為光學(xué)成像設(shè)備焦面參考溫度，溫度采集結(jié)束。

所述的反射式光學(xué)成像設(shè)備是一種將光線(xiàn)反射會(huì)聚成像的光學(xué)成像系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以是單反系統(tǒng)(僅包含一個(gè)用于會(huì)聚光線(xiàn)的主反射鏡)，也可以是兩反系統(tǒng)(包含主反射鏡和次鏡兩個(gè)用于會(huì)聚光線(xiàn)的反射鏡)，還可以是三反系統(tǒng)(包括主反射鏡、次鏡、三鏡三種反射鏡)，甚至可以是四反、五反、六反等等大于三反的多反式光學(xué)系統(tǒng)。

所述的主反射鏡面型精度通常優(yōu)于λ/30，λ為系統(tǒng)所用光波的波長(zhǎng)。該種面型精度的主反射鏡在其自身溫度變化時(shí)其面型變化較大，對(duì)光線(xiàn)的會(huì)聚精度影響較大。

所述的光學(xué)成像設(shè)備焦面參考溫度是指主反射鏡處于不同的溫度下導(dǎo)致系統(tǒng)焦面處于不同的位置，因此將主反射鏡的溫度作為焦面的參考溫度。

所述的光學(xué)相機(jī)安裝在主反射鏡背板上，且主反射鏡安裝在主反射鏡背板上。

所述的采集溫度測(cè)量點(diǎn)數(shù)據(jù)，方法是將間隔一定時(shí)間連續(xù)采集多次溫度數(shù)據(jù)的平均值作為該溫度測(cè)量點(diǎn)的溫度數(shù)據(jù)。

所述的主反射鏡上溫度測(cè)量點(diǎn)數(shù)量至少大于1個(gè)；所述的主反射鏡背板上溫度測(cè)量點(diǎn)數(shù)量至少大于1個(gè)。上述的“至少大于1個(gè)”是指2個(gè)及以上的個(gè)數(shù)。

所述的主反射鏡溫度離散門(mén)限是指該光學(xué)相機(jī)主反射鏡溫度穩(wěn)定后，主反射鏡上所設(shè)置的溫度傳感器都正常工作時(shí)它們?cè)试S的最大差值；

所述的主反射鏡組件溫度離散門(mén)限是指該光學(xué)相機(jī)中主反射鏡和主反射鏡背板(主反射鏡組件)溫度穩(wěn)定后，主反射鏡與主反射鏡背板上所設(shè)置的溫度傳感器都正常工作時(shí)它們?cè)试S的最大差值。

顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明所作的舉例，而并非對(duì)實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見(jiàn)的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍之中。