航空火控系统中平显视差测量仪的设计与研制

摘要

平视显示器是航空火控系统的重要组成部分，若其光学组件的图像源平面偏离焦平面就会产生视差，严重影响了火控系统对敌瞄准攻击的精度。针对平视显示器的视差测量要求，在分析各种传统检测方法的基础上，提出了一种基于计算机视觉的视差自动测量方法。文中详细论述了该方法的测量原理，推导并建立了视差角与离焦量的关系，并对该测量装置的光学系统进行了详细设计。 物镜选用施密特屋脊棱镜作为转像系统，采用内调焦结构方式，实现不同视距下调焦的合理性以及成像的优良稳定性。调焦物镜分划板后放置有分光棱镜，将物镜焦面上所成的像分别被目镜和CCD物镜所接收，实现了目视光学系统和CCD光电系统两路同步接收的功能。目镜的工作距离比较长，设计时以校正轴外像差为主。CCD接收物镜采用复杂化的三分离结构进行设计，保证像面清晰，分辨率高。设计完成后，对光学零件进行样板匹配和公差分析，使最终的光学系统具有良好的成像质量和可实现性。另外对整个系统的光能损失进行计算，其透过率完全满足使用需要。最后对视差仪的测量精度进行理论计算和分析，可达到30

目录

文摘

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声明

1绪论

1.1课题背景及意义

1.2平视显示器视差测量研究现状

1.2.1视度测量法

1.2.2摆头法

1.2.3示数观测镜

1.3本文研究的主要内容和章节安排

2视差测量仪的总体设计

2.1测量原理

2.2计算原理

2.3系统组成

2.4本章小结

3调焦物镜的设计

3.1调焦原理及方式

3.1.1外调焦望远系统

3.1.2内调焦望远系统

3.2物镜特性参数的确定

3.3转像系统的设计

3.3.1透镜转像系统

3.3.2棱镜转像系统

3.3.3反射棱镜的计算

3.4内调焦结构设计及结果分析

3.4.1各组元光焦度分配及结构选取

3.4.2像差校正及分析

3.4.3视距与调焦距的关系

3.5本章小结

4目镜的设计

4.1分光系统的设计

4.2目镜光学特性分析

4.3目镜设计及结果分析

4.4目视望远系统

4.4.1样板匹配

4.4.2最终结构和像质评价

4.4.3公差分析

4.5本章小结

5 CCD接收物镜的设计

5.1 CCD相机的选型

5.2 特性参数和初始结构的选择

5.3 CCD接收物镜设计及结果分析

5.4 系统光能计算

5.4.1透射面的反射损失

5.4.2镀金属层的反射面的吸收损失

5.4.3透射光学材料内部的吸收损失

5.4.4光学系统的总透射系数

5.5测量精度分析

5.6本章小结

6视差测量系统软件的实现

6.1软件开发环境和实现功能

6.1.1软件开发环境

6.1.2软件实现功能

6.2测量系统的实际应用

6.3本章小结

7结论

7.1结论

7.2展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢

附录