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一种光路瞄准装置、光路瞄准方法及光路瞄准系统

摘要

本申请实施例提供一种光路瞄准装置、光路瞄准方法及光路瞄准系统,其中,光路瞄准系统包括第一光路瞄准装置和第二光路瞄准装置。第一光路瞄准装置中的第一光收发器向第二光路瞄准装置发射第一信标光,并接收第二光路瞄准装置中的第二棱镜反射的第一信标光。第一光路瞄准装置中的第一位置敏感探测器根据第二棱镜反射的第一信标光到达第一位置敏感探测器的位置信息,确定第一光路瞄准装置的第一对准角度,并向第一调整模块发送第一对准角度。第一调整模块调整第一对准角度,调整后的第一对准角度满足第一瞄准精度阈值。可见,通过棱镜反射的信标光可以使第一光路瞄准装置和第二光路瞄准装置的信标光路对齐,有利于提高精跟踪系统的瞄准精度。

著录项

  • 公开/公告号CN114815084A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2022-07-29

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 华为技术有限公司;

    申请/专利号CN202110082565.9

  • 发明设计人 李莹;谢志鹏;曾焱;

    申请日2021-01-21

  • 分类号G02B6/42;G02B27/30;H04B10/116;H04B10/40;

  • 代理机构广州三环专利商标代理有限公司;

  • 代理人熊永强;李稷芳

  • 地址 518129 广东省深圳市龙岗区坂田华为总部办公楼

  • 入库时间 2023-06-19 16:20:42

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2023-07-07

    授权

    发明专利权授予

说明书

技术领域

本申请涉及光通信技术领域,尤其涉及一种光路瞄准装置、光路瞄准方法及光路瞄准系统。

背景技术

自由空间光通信(free space optical communications,FSO)是指以光波为载体,在真空或大气中传递信息的通信技术。其中,快速、精确的捕获、跟踪和瞄准(acquisitiontrackingandpointing,ATP)技术是保证实现空间远距离光通信的必要核心技术。ATP系统包括目标捕获(粗跟踪)系统和跟踪瞄准(精跟踪)系统,其中,粗跟踪系统用于在较大视场范围内捕获目标,通常采用电荷耦合元件(charge-coupleddevice,CCD)阵列来实现,并与带通光滤波器、信号实时处理的伺服系统共同完成粗跟踪。在完成目标捕获后,精跟踪系统用于对目标进行瞄准和实时跟踪,通常采用位置敏感探测器来实现。其中,CCD的精度在距离比较远的场景(例如两端的距离大于5米)下,ATP系统根据信标光进行瞄准时误差较大。因此ATP系统需要根据位置敏感探测器的信息来计算伺服系统的旋转角度。但是,在此场景下,位置敏感探测器的信息不太准确,从而导致ATP系统计算的伺服系统的旋转角度也不准确,从而降低跟踪瞄准的精度。

发明内容

本申请实施例提供一种光路瞄准方法、光路瞄准装置及光路瞄准系统,有利于提高跟踪瞄准的精度。

第一方面,本申请实施例提供一种第一光路瞄准装置,该第一光路瞄准装置包括第一光收发器、第一位置敏感探测器和第一调整模块。其中,第一光收发器用于向第二光路瞄准装置发射第一信标光;第一光收发器还用于接收第二光路瞄准装置中的第二棱镜反射的第一信标光。第一位置敏感探测器用于根据第二棱镜反射的第一信标光到达第一位置敏感探测器的位置信息确定第一光路瞄准装置的第一对准角度,并向第一调整模块发送第一对准角度。第一调整模块用于调整第一对准角度,调整后的第一对准角度满足第一瞄准精度阈值。

可见,第一光路瞄准装置可以根据对端的第二棱镜反射的第一信标光到达第一位置敏感探测器的位置信息对本端的第一对准角度进行调整,实现第一光路瞄准装置的精瞄准,有利于提高跟踪瞄准的精度。

在一种可能的设计中,第一光路瞄准装置还包括第一棱镜。其中,第一光收发器还用于接收第二光路瞄准装置发射的第二信标光,以及,用于向第一棱镜发射第二信标光。第一棱镜用于反射第二信标光,第一棱镜反射的第二信标光到达第二光路瞄准装置的第二位置敏感探测器的位置信息用于调整第二光路瞄准装置的第二对准角度,调整后的第二对准角度满足第二瞄准精度阈值。

可见,第一光路瞄准装置中的第一棱镜用于向第二光路瞄准装置反射第二信标光,以使第二光路瞄准装置可以根据第一棱镜反射的第二信标光到达第二位置敏感探测器的位置信息对本端的第二对准角度进行调整,实现第二光路瞄准装置的精瞄准,有利于提高跟踪瞄准的精度。

在一种可能的设计中,第一光收发器包括分光镜和二相色镜。其中,二相色镜用于接收第二光路瞄准装置发射的第二信标光,二相色镜还用于向分光镜发射第二信标光。分光镜用于从二相色镜接收第二信标光,分光镜还用于向第一棱镜发射第二信标光。

可见,第一光收发器具体可以包括分光镜和二相色镜。通过分光镜和二相色镜对第二信标光进行反射或折射,使得第一光路瞄准装置中的第一棱镜接收对端的第二信标光。

在一种可能的设计中,二相色镜还用于接收第二棱镜反射的第一信标光,二相色镜还用于向分光镜发射第二棱镜反射的第一信标光。分光镜还用于从二相色镜接收第二棱镜反射的第一信标光,分光镜还用于向第一位置敏感探测器发射第二棱镜反射的第一信标光。

可见,通过分光镜和二相色镜对第一信标光进行反射或折射,第一光路瞄准装置中的第一位置敏感探测器接收第二棱镜反射的本端发出的第一信标光,从而进行精瞄准。

在一种可能的设计中,第一光路瞄准装置还包括第一图像采集模块和传感器。其中,第一图像采集模块和传感器用于获取第一光路瞄准装置与第二光路瞄准装置之间的姿态角,并向第一调整模块发送姿态角。第一调整模块还用于接收姿态角,并根据姿态角调整第一光路瞄准装置的第一对准角度,调整后的第一对准角度满足第三瞄准精度阈值;其中,第三瞄准精度阈值大于第一瞄准精度阈值或第二瞄准精度阈值。

可见,第一光路瞄准装置的第一图像采集模块和传感器,以及第一调整模块可以共同实现第一光路瞄准装置的粗瞄准,其中,粗瞄准的精度低于精瞄准的精度。

在一种可能的设计中,第一信标光的波长和第二信标光的波长不同。

可见,第一光路瞄准装置可以设置滤光片滤除第二信标光,以使第一位置敏感探测器仅接收第二棱镜反射的第一信标光,从而根据第一信标光到达第一位置敏感探测器的位置信息对本端的第一对准角度进行调整。

在一种可能的设计中,第一光路瞄准装置还包括准直镜。其中,准直镜用于在第一光路瞄准装置调整第一对准角度之后,将光信号发射至第二光路瞄准装置,以建立第一光路瞄准装置与第二光路瞄准装置之间的通信链路。通信链路与用于传输第一信标光的信标光路相互耦合。

可见,在第一光路瞄准装置调整第一对准角度之后,第一光路瞄准装置中的准直镜通过向第二光路瞄准装置发射光信号,以建立第一光路瞄准装置与第二光路瞄准装置之间的通信链路。该通信链路与信标光路相互耦合,即当第一光路瞄准装置与第二光路瞄准装置之间的信标光路对齐时,通信链路也对齐。

第二方面,本申请实施例提供一种第二光路瞄准装置,该第二光路瞄准装置包括第二光收发器、第二位置敏感探测器和第二调整模块。其中,第二光收发器用于向第一光路瞄准装置发射第二信标光;第二光收发器还用于接收第一光路瞄准装置中的第一棱镜反射的第二信标光。第二位置敏感探测器用于根据第一棱镜反射的第二信标光到达第二位置敏感探测器的位置信息确定第二光路瞄准装置的第二对准角度,并向第二调整模块发送第二对准角度。第二调整模块用于调整第二对准角度,调整后的第二对准角度满足第二瞄准精度阈值。

可见,第二光路瞄准装置可以根据对端的第一棱镜反射的第二信标光到达第二位置敏感探测器的位置信息对本端的第二对准角度进行调整,实现第二光路瞄准装置的精瞄准,有利于提高跟踪瞄准的精度。

在一种可能的设计中,第二光路瞄准装置还包括第二棱镜。其中,第二光收发器还用于接收第一光路瞄准装置发射的第一信标光,以及,用于向第二棱镜发射第一信标光。第二棱镜用于反射第一信标光,第二棱镜反射的第一信标光到达第一光路瞄准装置的第一位置敏感探测器的位置信息用于调整第一光路瞄准装置的第一对准角度,调整后的第一对准角度满足第一瞄准精度阈值。

可见,第二光路瞄准装置中的第二棱镜用于向第一光路瞄准装置反射第一信标光,以使第一光路瞄准装置可以根据第二棱镜反射的第一信标光到达第一位置敏感探测器的位置信息对本端的第一对准角度进行调整,实现第一光路瞄准装置的精瞄准,有利于提高跟踪瞄准的精度。

在一种可能的设计中,第二光收发器包括分光镜和二相色镜。其中,二相色镜用于接收第一光路瞄准装置发射的第一信标光,二相色镜还用于向分光镜发射第一信标光。分光镜用于从二相色镜接收第一信标光,分光镜还用于向第二棱镜发射第一信标光。

可见,第二光收发器具体可以包括分光镜和二相色镜。通过分光镜和二相色镜对第一信标光进行反射或折射,使得第二光路瞄准装置中的第二棱镜接收对端的第一信标光。

在一种可能的设计中,二相色镜还用于接收第一棱镜反射的第二信标光,二相色镜还用于向分光镜发射第一棱镜反射的第二信标光。分光镜还用于从二相色镜接收第一棱镜反射的第二信标光,分光镜还用于向第二位置敏感探测器发射第一棱镜反射的第二信标光。

可见,通过分光镜和二相色镜对第二信标光进行反射或折射,第二光路瞄准装置中的第二位置敏感探测器接收第一棱镜反射的本端发出的第二信标光,从而进行精瞄准。

在一种可能的设计中,第二光路瞄准装置还包括第二图像采集模块和传感器。其中,第二图像采集模块和传感器用于获取第二光路瞄准装置与第一光路瞄准装置之间的姿态角,并向第二调整模块发送姿态角。第二调整模块还用于接收姿态角,并根据姿态角调整第二光路瞄准装置的第二对准角度,调整后的第二对准角度满足第四瞄准精度阈值;其中,第四瞄准精度阈值大于第一瞄准精度阈值或第二瞄准精度阈值。

可见,第二光路瞄准装置的第二图像采集模块和传感器,以及第二调整模块可以共同实现第二光路瞄准装置的粗瞄准,其中,粗瞄准的精度低于精瞄准的精度。

在一种可能的设计中,第一信标光的波长和第二信标光的波长不同。

可见,第二光路瞄准装置可以设置滤光片滤除第一信标光,以使第二位置敏感探测器仅接收第一棱镜反射的第二信标光,从而根据第二信标光到达第二位置敏感探测器的位置信息对本端的第二对准角度进行调整。

在一种可能的设计中,第二光路瞄准装置还包括准直镜。其中,准直镜用于在第二光路瞄准装置调整第二对准角度之后,将光信号发射至第一光路瞄准装置,以建立第二光路瞄准装置与第一光路瞄准装置之间的通信链路。通信链路与用于传输第二信标光的信标光路相互耦合。

可见,在第二光路瞄准装置调整第二对准角度之后,第二光路瞄准装置中的准直镜通过向第一光路瞄准装置发射光信号,以建立第二光路瞄准装置与第一光路瞄准装置之间的通信链路。该通信链路与信标光路相互耦合,即当第二光路瞄准装置与第一光路瞄准装置之间的信标光路对齐时,通信链路也对齐。

第三方面,本申请实施例提供一种光路瞄准方法,该方法可以由上述第一方面中的第一光路瞄准装置所执行。其中,第一光路瞄准装置向第二光路瞄准装置发射第一信标光,第一光路瞄准装置接收第二光路瞄准装置中的第二棱镜反射的第一信标光。第一光路瞄准装置根据第二棱镜反射的第一信标光到达第一光路瞄准装置中第一位置敏感探测器的位置信息,调整第一光路瞄准装置的第一对准角度,调整后的第一对准角度满足第一瞄准精度阈值。

可见,第一光路瞄准装置可以根据对端的第二棱镜反射的第一信标光到达第一位置敏感探测器的位置信息对本端的第一对准角度进行调整,实现第一光路瞄准装置的精瞄准,有利于提高跟踪瞄准的精度。

在一种可能的设计中,第一光路瞄准装置接收第二光路瞄准装置发射的第二信标光,第一光路瞄准装置中的第一棱镜反射第二信标光。其中,第一棱镜反射的第二信标光到达第二光路瞄准装置中的第二位置敏感探测器的位置信息用于调整第二光路瞄准装置的第二对准角度,调整后的第二对准角度满足第二瞄准精度阈值。

可见,第一光路瞄准装置中的第一棱镜用于向第二光路瞄准装置反射第二信标光,以使第二光路瞄准装置可以根据第一棱镜反射的第二信标光到达第二位置敏感探测器的位置信息对本端的第二对准角度进行调整,实现第二光路瞄准装置的精瞄准,有利于提高跟踪瞄准的精度。

在一种可能的设计中,在第一光路瞄准装置根据第二棱镜反射的第一信标光到达第一光路瞄准装置中第一位置敏感探测器的位置信息调整第一光路瞄准装置的第一对准角度之前,第一光路瞄准装置获取第一光路瞄准装置与第二光路瞄准装置之间的姿态角。第一光路瞄准装置根据姿态角调整第一光路瞄准装置的第一对准角度,调整后的第一对准角度满足第三瞄准精度阈值。其中,第三瞄准精度阈值大于第一瞄准精度阈值或第二瞄准精度阈值。

可见,第一光路瞄准装置可以进行粗瞄准,其中,粗瞄准的精度低于精瞄准的精度。

在一种可能的设计中,第一信标光的波长和第二信标光的波长不同。

在一种可能的设计中,在第一光路瞄准装置调整第一对准角度之后,第一光路瞄准装置中的准直镜向第二光路瞄准装置发射光信号,以建立第一光路瞄准装置与第二光路瞄准装置之间的通信链路。通信链路与传输第一信标光的信标光路相互耦合。

可见,在第一光路瞄准装置调整第一对准角度之后,第一光路瞄准装置中的准直镜通过向第二光路瞄准装置发射光信号,以建立第一光路瞄准装置与第二光路瞄准装置之间的通信链路。该通信链路与信标光路相互耦合,即当第一光路瞄准装置与第二光路瞄准装置之间的信标光路对齐时,通信链路也对齐。

注意的是,上述第一方面中的第一光路瞄准装置和上述第二方面中的第二光路瞄准装置具备对称的结构,则上述第二方面中的第二光路瞄准装置也可以执行第三方面类似的光路瞄准方法。

第四方面,本申请实施例提供一种第一光路瞄准装置,该第一光路瞄准装置可以为设备或设置于设备中的芯片或电路。该第一光路瞄准装置可以通过处理器实现如上述第一方面和/或第一方面的任意一种可能的设计中所提供的单元和/或模块所实现的功能。

第五方面,本申请实施例提供一种第二光路瞄准装置,该第二光路瞄准装置可以为设备或设置于设备中的芯片或电路。该第一光路瞄准装置可以通过处理器实现如上述第二方面和/或第二方面的任意一种可能的设计中所提供的单元和/或模块所实现的功能。

第六方面,本申请实施例提供一种光路瞄准系统,该光路瞄准系统包括上述第一方面或第四方面提供的第一光路瞄准装置,以及第二方面或第五方面提供的第二光路瞄准装置。

第七方面,本申请实施例提供一种计算机可读存储介质,该可读存储介质包括程序或指令,当所述程序或指令在计算机上运行时,使得计算机执行第三方面或第三方面中任一种可能实现方式中的方法。

第八方面,本申请实施例提供一种芯片或者芯片系统,该芯片或者芯片系统包括至少一个处理器和接口,接口和至少一个处理器通过线路互联,至少一个处理器用于运行计算机程序或指令,以进行第三方面或第三方面的任一种可能的实现方式中任一项所描述的方法。

其中,芯片中的接口可以为输入/输出接口、管脚或电路等。

上述方面中的芯片系统可以是片上系统(system on chip,SOC),也可以是基带芯片等,其中基带芯片可以包括处理器、信道编码器、数字信号处理器、调制解调器和接口模块等。

在一种可能的实现中,本申请中上述描述的芯片或者芯片系统还包括至少一个存储器,该至少一个存储器中存储有指令。该存储器可以为芯片内部的存储单元,例如,寄存器、缓存等,也可以是该芯片的存储单元(例如,只读存储器、随机存取存储器等)。

第九方面,本申请实施例提供一种计算机程序或计算机程序产品,包括代码或指令,当代码或指令在计算机上运行时,使得计算机执行第三方面或第三方面中任一种可能实现方式中的方法。

附图说明

图1为一种光路系统的示意图;

图2为本申请实施例提供的一种光路瞄准系统的示意图;

图3为本申请实施例提供的一种对准角度的示意图;

图4为本申请实施例提供的一种光路瞄准系统中的信标光路的示意图;

图5a为本申请实施例提供的另一种光路瞄准系统的示意图;

图5b为本申请实施例提供的另一种光路瞄准系统的示意图;

图5c为本申请实施例提供的另一种光路瞄准系统的示意图;

图5d为本申请实施例提供的另一种光路瞄准系统的示意图;

图6为本申请实施例提供的一种ATP光路系统的示意图;

图7为本申请实施例提供的一种光路瞄准方法的流程示意图;

图8为本申请实施例提供的一种光路瞄准装置旋转后的光路的示意图;

图9为本申请实施例提供的一种第一光路瞄准装置的结构示意图;

图10为本申请实施例提供的一种第二光路瞄准装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行描述。

自由空间光通信(free space optical communications,FSO)是指以光波为载体,在真空或大气中传递信息的通信技术。其中,快速、精确的捕获、跟踪和瞄准(acquisitiontrackingandpointing,ATP)技术是保证实现空间远距离光通信的必要核心技术。ATP系统通常包括目标捕获(粗跟踪)系统和跟踪瞄准(精跟踪)系统。

其中,粗跟踪系统用于在较大视场范围内捕获目标,捕获范围可达±1°~±20°或更大。粗跟踪系统通常采用电荷耦合元件(charge-coupleddevice,CCD)阵列来实现,并与带通光滤波器、信号实时处理的伺服系统共同完成粗跟踪。通常来说,粗跟踪的视场角为几毫弧度(mrad),灵敏度约为10皮瓦(pW),跟踪精度为几十mrad。

在完成目标捕获后,精跟踪系统用于对目标进行瞄准和实时跟踪,通常采用四象限红外探测器(QD)或Q-APD高灵敏度位置传感器来实现,并配以相应伺服系统。精跟踪要求跟踪精度为几弧度(rad),跟踪灵敏度大约为几毫微瓦(nW)。

请参见图1,图1为一种光路系统的结构示意图。该光路系统包括接入点(accesspoint,AP)和站点(station,STA)。其中,AP是一个网络的创建者,是网络的中心节点。例如,一般家庭或办公室使用的无线路由器就是一个AP。每一个连接到无线网络中的终端(如笔记本电脑、掌上电脑(personal digital assistant,PDA)及其它可以联网的用户设备)都可称为一个站点。

在图1所示的光路系统中,AP侧和STA侧的光路结构是按照相同的原理进行设计的,即AP侧和STA侧具有相同的光路结构。其中,AP侧的光路结构包括准直镜101、二相色镜102、分光镜103和分光镜104、位置敏感探测器(position sensitive detector,PSD)105、光产生器106、图像采集模块和传感器107、标记器(MARKER)108和伺服系统109。STA侧的光路结构包括准直镜110、二相色镜111、分光镜112和分光镜113、位置敏感探测器114、光产生器115、图像采集模块和传感器116、标记器117和伺服系统118。

其中,二相色镜(dichroic mirrors)又称双色镜,用于对光产生器发射的信标光进行折射或透射,可以视为一种光收发器。二相色镜的特点是对一定波长的光几乎完全透过,而对另一些波长的光几乎完全反射。例如,AP侧的二相色镜102可以将STA侧发射的信标光几乎完全透射至AP侧的分光镜103。

其中,分光镜用于利用色散元件(如三棱镜或光栅)将白光分解成不同波长的单色光,且构成连续的可见光光谱,也可以视为一种光收发器。例如,AP侧的分光镜可以将STA侧发射的信标光折射到AP侧的位置敏感探测器105上。

其中,准直镜通过光纤与光信号产生器相连接,用于通过光纤接收光信号产生器发送的光信号,并向对端发送光信号,以建立通信链路。

例如,AP侧的准直镜101用于将AP侧的光纤中的光信号发送至STA侧的准直镜110,以建立AP侧和STA侧之间的通信链路。类似的,STA侧的准直镜110用于将STA侧的光纤中的光信号发送至AP侧的准直镜101,以建立AP侧和STA侧之间的通信链路。

注意的是,图1为光路系统的一个平面示意图,准直镜101实际还与AP侧的光纤相连接,AP侧的光纤与光信号产生器相连接,用于将光信号传输至准直镜101,AP侧的光纤和光信号产生器并未在图1中示出。类似的,准直镜110实际还与STA侧的光纤相连接,STA侧的光纤与光信号产生器相连接,STA侧的光纤和光信号产生器也未在图1中示出。

其中,光产生器用于产生并发射信标光(如激光),以建立信标光路。其中,本实施例中的光产生器可以包括但不限于激光器、发光二极管等。

例如,在图1所示的光路系统中,AP侧的光产生器106产生信标光119,并向分光镜104发射信标光119。分光镜104向二相色镜102发射信标光119,二相色镜102接收信标光119,并向STA侧的二相色镜111发射信标光119。STA侧的二相色镜111接收信标光119,并向分光镜112发射信标光119。分光镜112接收信标光119,并向分光镜113发射信标光119。分光镜113接收信标光119,并向位置敏感探测器114发射信标光119,从而建立AP侧至STA侧的信标光路,如图1所示。

又例如,在图1所示的光路系统中,STA侧的光产生器115产生信标光120,并向分光镜112发射信标光120。分光镜112接收信标光120,并向二相色镜111发射信标光120。二相色镜111接收信标光120,并向AP侧的二相色镜102发射信标光120。二相色镜102接收信标光120,并向分光镜104发射信标光120。分光镜104接收信标光120,并向分光镜103发射信标光120。分光镜103接收信标光120,并向位置敏感探测器105发射信标光120,从而建立STA侧至AP侧的信标光路。

注意的是,本实施例中的分光镜发射信标光可以是指分光镜透射信标光,也可以是指分光镜反射信标光。类似的,二相色镜发射信标光可以是指二相色镜折射信标光,也可以是指二相色镜透射信标光,具体实现方式本实施例不作限定。

综上所述,AP侧至STA侧的信标光119经过多个元件的反射或折射构成的信标光路,以及STA侧至AP侧的信标光120经过多个元件的反射或折射构成的信标光路,形成了AP侧和STA侧之间的信标光路。其中,在图1所示的光路系统中,AP侧和STA侧之间的通信链路和信标光路完全耦合,则当AP侧和STA侧之间的信标光路对准时,AP侧和STA侧之间的通信链路也对准。

其中,位置敏感探测器具有位置分辨率高、可减少来自日光的干扰、可以同时测量位置和强度、可靠性高等特性,可以广泛应用于光学位置和角度的测量与控制、位移和振动监测和激光光束校准等。其中,本实施例利用PSD可以测量位置的特性,采用PSD进行激光光束校准。

例如,AP侧的位置敏感探测器105用于获取AP侧的PSD信息,该PSD信息可以是AP侧的伺服系统109旋转后所导致的位置敏感探测器105的位移。AP侧的位置敏感探测器105可以根据AP侧的PSD信息来计算AP侧的对准角度,并通过伺服系统调整AP侧的对准角度,从而实现AP侧与STA侧的信标光路对准。可以理解的是,对于AP侧来说,位置敏感探测器105与伺服系统109用于实现对目标(STA侧)的精跟踪。对应的,STA侧的伺服系统118和位置敏感探测器114也具有类似的功能,在此不再赘述。

其中,图像采集模块和传感器用于采用CCD图像传感器对图像信息进行采集,可以包括以下多个模块:前端光学系统,CCD图像采集模块,模数转换模块,图像处理模块,数据存储模块等。注意的是,本实施例可以通过在处理器上运行指定的软件代码来实现图像采集模块,也可以通过专用集成电路来实现图像采集模块,本实施例不作限定。标记器用于标记伺服系统的位置,使得图像采集模块和传感器在进行区域扫描时,可以找到标记器从而确定伺服系统的位置。伺服系统用于承载上文实施例中的各类元件(包括准直镜、光产生器、分光镜、二相色镜、位置敏感探测器、图像采集模块和传感器、标记器),并且是一种可以旋转的设备。例如,伺服系统可以是旋转平台,或者其他可以旋转的系统,本实施例不作限定。

例如,AP侧的图像采集模块和传感器107和伺服系统109可以进行区域扫描,找到STA侧的标记器117,从而确定STA侧的伺服系统118的位置。其中,AP侧的图像采集模块和传感器107还可以确定AP侧的标记器108到STA侧的标记器117之间的姿态角,通过调整姿态角进行粗瞄准。对应的,STA侧的图像采集模块和传感器116、标记器117和伺服系统118也具有类似的功能,在此不再赘述。

可见,基于如图1所示的光路系统的设计,当AP侧和STA侧之间的信标光路对准时,通信链路也会对准。但是,CCD的精度在距离比较远的场景(例如两端的距离大于5米)下,图1所示的光路系统根据信标光进行瞄准时误差较大。因此由位置敏感探测器和伺服系统组成的精跟踪系统需要根据位置敏感探测器的信息来计算伺服系统的旋转角度。但是,在此场景下,位置敏感探测器读取的信息值比较小,并且有波动,从而导致计算的伺服系统的旋转角度也不准确,从而降低跟踪瞄准的精度。

为了解决上述问题,本申请实施例提供一种光路瞄准装置、光路瞄准方法及光路瞄准系统,有利于提高跟踪瞄准的精度。

请参见图2,图2为本申请实施例提供的一种光路瞄准系统,该光路瞄准系统包括两端,分别为第一光路瞄准装置201和第二光路瞄准装置202。其中,第一光路瞄准装置201包括第一光收发器203、第一位置敏感探测器204和第一调整模块205;第二光路瞄准装置202包括第二光收发器206、第二棱镜207。其中,图2所示的光路瞄准系统可以视为一种精跟踪系统。

第一光路瞄准装置201中的第一光收发器203用于向第二光路瞄准装置202发射第一信标光。例如,第一光收发器203向第二光路瞄准装置202中的第二光收发器206发射第一信标光。对应的,第二光路瞄准装置202中的第二光收发器206接收第一信标光,并向第二棱镜207发射第一信标光。

其中,棱镜可以改变光的传播方向,具备对称返回光路的功能。本实施例中的棱镜可以包括但不限于角锥棱镜、三角棱镜等。例如,第二光路瞄准装置202中的第二棱镜207可以将接收到的第一信标光按照第一信标光从第一光路瞄准装置201到第二光路瞄准装置202的光路,原路反射回第一光路瞄准装置201。

第一光收发器203还用于接收第二光路瞄准装置202中的第二棱镜207反射的第一信标光。例如,第二棱镜207反射第一信标光,即通过第二光收发器206向第一光收发器203发射第一信标光。第一光收发器203接收第二棱镜207反射的第一信标光,并向第一位置敏感探测器204发射第二棱镜207反射的第一信标光。对应的,第一位置敏感探测器204接收第二棱镜207反射的第一信标光。

第一位置敏感探测器204用于根据第二棱镜207反射的第一信标光到达第一位置敏感探测器204的位置信息确定第一光路瞄准装置201的第一对准角度,并向第一调整模块205发送第一对准角度。其中,第一对准角度可以视为精跟踪系统中调整的对准角度。

第一调整模块205用于调整第一光路瞄准装置201的第一对准角度,调整后的第一对准角度满足第一瞄准精度阈值。其中,第一调整模块205可以是图1实施例中的伺服系统,也可以是任意一种可旋转的系统(如旋转平台),本实施例不作限定。第一调整模块205通过旋转调整第一对准角度。

例如,第一位置敏感探测器204可以计算确定第一对准角度,并向第一调整模块205发送第一对准角度。第一调整模块205接收第一对准角度,并通过旋转调整第一对准角度,使得调整后的第一对准角度满足第一瞄准精度阈值。

其中,第一瞄准精度阈值可以精确到小数点后两位或小数点后三位以上,例如,第一瞄准精度阈值可以是±0.03°,或者更小单位,此处的第一瞄准精度阈值仅为一种示例,本实施例不作限定。

例如,图3为本申请实施例提供的一种对准角度的示意图。以第一光路瞄准装置为例,图3中的实线所表示的光路为第一光路瞄准装置旋转前,第二棱镜返回第一信标光所形成的初始光路。图3中的虚线所表示的光路为第一光路瞄准装置旋转后,第二棱镜返回第一信标光所形成的光路。图3中令旋转后的第一光路瞄准装置中的第一位置敏感探测器的位移为ΔPSD,位移ΔPSD表示初始光路中的第一信标光到达第一位置敏感探测器的位置,与旋转后的光路中的第一信标光到达第一位置敏感探测器的位置,之间的位置偏差值。第一位置敏感探测器和第二棱镜之间的光路的距离为L,第一光路瞄准装置的旋转角度为α,如图3所示。其中,第一光路瞄准装置的旋转角度α即等价于第一对准角度。

根据图3中描述的各个参数,可以推导第一光路瞄准装置的第一对准角度的计算式为:tan(α)≈ΔPSD/L。也就是说,通过第二棱镜返回第一信标光,第一位置敏感探测器可以计算第一对准角度。第一位置敏感探测器计算确定第一对准角度后,向第一调整模块发送第一对准角度,使得第一调整模块可以调整第一对准角度,提高精跟踪系统的瞄准精度。

请参见图4,图4中示出了图2实施例中的第一光路瞄准装置201与第二光路瞄准装置202之间的信标光路。其中,第一光路瞄准装置201通过第一光收发器203向第二光路瞄准装置202发射第一信标光,信标光路如图4中的第一光收发器203和第二光收发器206之间的实线所示。第二光路瞄准装置202中的第二光收发器206接收第一信标光,并向第二棱镜207发射第一信标光,信标光路如图4中的第二光收发器203和第二棱镜204之间的实线所示。也就是说,图4中的实线所示的光路可以表示第一信标光的初始光路。

其中,第二棱镜207具备对称返回光路的功能,则第二棱镜207可以向第二光收发器206反射第一信标光,信标光路如图4中的第二棱镜207与第二光收发器206之间的虚线所示。第二光收发器206接收第二棱镜207反射的第一信标光,并向第一光收发器203发射第二棱镜207反射的第一信标光,信标光路如图4中的第二光收发器206和第一光收发器203之间的虚线所示。第一光收发器203接收第二棱镜207反射的第一信标光,并向第一位置敏感探测器204发射第二棱镜207反射的第一信标光,信标光路如图4中的第一光收发器203与第一位置敏感探测器204之间的虚线所示。也就是说,图4中的虚线所示的光路可以表示第一信标光的返回光路,该返回光路与图4中的第一信标光的初始光路可以视为对称或重合的光路。

可见,第二棱镜207将第一光路瞄准装置201发射的第一信标光对称返回至第一位置敏感探测器204,以使第一光路瞄准装置201可以根据返回的第一信标光到达第一位置敏感探测器204的位置信息确定第一对准角度。第一位置敏感探测器204向第一调整模块205发送第一对准角度,使得第一调整模块可以通过旋转调整第一对准角度,从而使第一光路瞄准装置201和第二光路瞄准装置202的信标光路对齐,有利于提高精跟踪系统的瞄准精度。

在一种示例中,基于图2所示的光路瞄准系统,第一光收发器203具体可以包括二相色镜203a和分光镜203b;类似的,第二光收发器206具体也包括二相色镜206a和分光镜206b,如图5a所示。可选的,第一光路瞄准装置201还包括第一光产生器208。第一光产生器208用于产生第一信标光,并向第二光路瞄准装置202发射第一信标光。

在一种实现方式中,分光镜203b用于接收第一光产生器208发射的第一信标光,并向二相色镜203a发射第一信标光。二相色镜203a用于接收分光镜203b发射的第一信标光,并向第二光收发器中的二相色镜206a发射第一信标光。二相色镜206a用于接收二相色镜203a发射的第一信标光,并向分光镜206b发射第一信标光。分光镜206b用于接收二相色镜206a发射的第一信标光,并向第二棱镜207发射第一信标光。可见,第一信标光从第一光产生器208发出,经过上述多个模块到达第二棱镜,第一信标光的初始光路如图5a中的实线所示。

在一种实现方式中,第二棱镜207还用于反射第一信标光,将第一信标光反射至分光镜206b。分光镜206b还用于接收第二棱镜反射的第一信标光,并向二相色镜206a发射第二棱镜反射的第一信标光。二相色镜206a还用于接收第二棱镜反射的第一信标光,并向第一光收发器的二相色镜203a发射第二棱镜反射的第一信标光。二相色镜203a还用于接收第二棱镜反射的第一信标光,并向分光镜203b发射第二棱镜反射的第一信标光。分光镜203b还用于接收第二棱镜反射的第一信标光,并向第一位置敏感探测器204发射第二棱镜反射的第一信标光。可见,第一信标光通过第二棱镜的反射,返回到达第一位置敏感探测器,第一信标光的返回光路如图5a中的虚线所示。

也就是说,对于第一光路瞄准装置201来说,二相色镜203a和分光镜203b共同实现了第一光收发器203的功能;对于第二光路瞄准装置202来说,二相色镜206a和分光镜206b共同实现了第一光收发器203的功能。

在一种示例中,基于图5a所示的光路瞄准系统,第一光路瞄准装置201还包括第一棱镜209,第二光路瞄准装置还包括第二光产生器210、第二位置敏感探测器211和第二调整模块212,如图5b所示。

其中,第二光产生器210用于产生第二信标光,并向第一光路瞄准装置201发射第二信标光。第一棱镜209用于接收并反射第二信标光。第二位置敏感探测器211用于接收第一棱镜反射的第二信标光,并根据第一棱镜反射的第二信标光到达第二位置敏感探测器的位置确定第二对准角度。第二位置敏感探测器211还用于向第二调整模块212发送第二对准角度,第二调整模块212通过旋转调整第二对准角度,使得调整后的第二对准角度满足第二瞄准精度阈值。其中,第二瞄准精度阈值与第一瞄准精度阈值类似,也可以精确到小数点后两位或小数点后三位以上。其中,第二瞄准精度阈值的取值范围与第一瞄准精度阈值的取值范围可以相同,也可以不相同,本实施例不作限定。

在一种实现方式中,第二光路瞄准装置发射第二信标光到第一光路瞄准装置的初始光路可以视为包括以下几段:第二光产生器210用于产生第二信标光,并向分光镜206b发射第二信标光。分光镜206b用于接收第二信标光,并向二相色镜206a发射第二信标光。二相色镜206a用于接收第二信标光,并向二相色镜203a发射第二信标光。二相色镜203a用于接收第二信标光,并向分光镜203b发射第二信标光。分光镜203b用于接收第二信标光,并向第一棱镜209发射第二信标光。可见,第二信标光经过上述多个元件,形成的光路即为第二信标光的初始光路,如图5b中的实线所示。

其中,本实施例限定第一信标光和第二信标光为波长不同的光。对于第一光路瞄准装置201来说,分光镜203b可以接收第二棱镜反射的第一信标光,也可以接收第二光路瞄准装置发射的第二信标光。也就是说,分光镜203b可以向第一位置敏感探测器204发射第二棱镜反射的第一信标光和第二光路瞄准装置发射的第二信标光。由于第一信标光和第二信标光为波长不同的光,第一位置敏感探测器204和分光镜203b之间可以设置滤光片,用于过滤第二信标光,以使第一位置敏感探测器204仅接收第二棱镜反射的第一信标光,并根据第二棱镜反射的第一信标光到达第一位置敏感探测器的位置信息计算第一对准角度。

在一种实现方式中,类似于第二棱镜207,第一棱镜209也具备对称返回光路的功能。在图5b中,第二棱镜209反射第二信标光的返回光路可以视为包括以下几段:第一棱镜209用于向分光镜203b反射第二信标光。分光镜203b用于接收第一棱镜反射的第二信标光,并向二相色镜203a发射第一棱镜反射的第二信标光。二相色镜203a用于接收第一棱镜反射的第二信标光,并向二相色镜206a发射第一棱镜反射的第二信标光。二相色镜206a用于接收第一棱镜反射的第二信标光,并向分光镜206b发射第一棱镜反射的第二信标光。分光镜206b用于接收第一棱镜反射的第二信标光,并向第二位置敏感探测器211发射第一棱镜反射的第二信标光。可见,第二信标光经过上述多个模块,形成的光路即为第二信标光的返回光路,如图5b中的虚线所示。

其中,第二位置敏感探测器211用于接收第一棱镜209反射的第二信标光,并根据第一棱镜反射的第二信标光到达第二位置敏感探测器211的位置计算第二对准角度。具体实现方式,可以参考图3实施例中的对准角度的计算,在此不再赘述。

其中,由于第一信标光和第二信标光为波长不同的光,类似于第一光路瞄准装置201中设置滤光片,第二光路瞄准装置202中的第二位置敏感探测器211和分光镜206b之间也可以设置滤光片。该滤光片用于过滤第一信标光,以使第二位置敏感探测器211仅接收由第一棱镜209反射的第二信标光,并根据第一棱镜反射的第二信标光到达第二位置敏感探测器211的位置信息计算第二对准角度。

可见,图5b所示的光路瞄准系统,通过在第一光路瞄准装置中设置第一棱镜,并利用第一棱镜对称返回光路的特性,将第二光路瞄准装置发射的第二信标光按照返回光路反射至第二位置敏感探测器,以调整第二光路瞄准装置的第二对准角度。图5b所示的光路瞄准系统通过在第二光路瞄准装置中设置第二棱镜,并利用第二棱镜对称返回光路的特性,将第一光路瞄准装置发射的第一信标光按照返回光路反射至第一位置敏感探测器,以调整第一光路瞄准装置的第一对准角度,有利于提高精跟踪系统的瞄准精度。

可选的,基于如图5b所示的光路瞄准系统,第一光路瞄准装置201还包括第一图像采集模块和传感器213和标记器214,第二光路瞄准装置202还包括第二图像采集模块和传感器215和标记器216,上述多个模块用于实现第一光路瞄准装置和第二光路瞄准装置之间的粗瞄准,如图5c所示。

其中,第一图像采集模块和传感器213用于获取第一光路瞄准装置201与第二光路瞄准装置202之间的姿态角,并向第一调整模块205发送姿态角。第一调整模块205用于接收姿态角,并根据姿态角调整第一光路瞄准装置201的第一对准角度,调整后的第一对准角度满足第三瞄准精度阈值。其中,姿态角为第一图像采集模块和传感器213的中心到第二光路瞄准装置的标记器216之间的角度(包括水平角度和垂直角度)。也就是说,第一图像采集模块和传感器213和第一调整模块205用于实现第一光路瞄准装置201和第二光路瞄准装置202之间的粗瞄准。

类似的,第二图像采集模块和传感器215也具备和第一图像采集模块和传感器213类似的功能,用于实现第二光路瞄准装置202与第一光路瞄准装置201之间的粗瞄准。注意的是,第三瞄准精度阈值为粗瞄准的瞄准精度阈值,也就是说第三瞄准精度阈值大于第一瞄准精度阈值或第二瞄准精度阈值。例如,第三瞄准精度阈值可以是精确到小数点后一位,如第三瞄准精度阈值可以是±0.1°,本实施例不作限定。

可选的,基于如图5b所示的光路瞄准系统,第一光路瞄准装置201还包括第一准直镜217,第二光路瞄准装置202还包括第二准直镜218,如图5d所示。其中,在第一光路瞄准装置201中,第一准直镜217用于将光信号发射至第二光路瞄准装置202,以建立第一光路瞄准装置201与第二光路瞄准装置202之间的通信链路,如图5d中的虚线所示。其中,该通信链路与用于传输第一信标光的信标光路相互耦合,也就是说,当第一光路瞄准装置201与第二光路瞄准装置202之间的信标光路对齐时,与信标光路耦合的通信链路也对齐。类似的,第二准直镜218也具备和第一准直镜217类似的功能,用于将光信号发射至第一光路瞄准装置201。注意的是,第一准直镜217或第二准直镜218可以通过光纤与光信号产生装置相连接,通过光纤接收光信号。

基于上述图2至图5d中对光路瞄准系统的瞄准,下面通过一个具体的示例详细描述一种ATP光路系统。请参见图6,图6为本申请实施例提供的一种ATP光路系统的结构示意图。其中,AP侧包括准直镜301、二相色镜302、分光镜303、分光镜304、棱镜305、位置敏感探测器306、光产生器307、图像采集模块和传感器308、标记器309和调整模块310。可见,相较于图1所示的光路系统中的AP侧,图6所示的ATP光路系统中的AP侧中新增了棱镜305,用于实现如图5b至图5d实施例中的第一棱镜所实现的功能,具体实现方式可以参考前文实施例中对第一棱镜的相关描述,在此不再赘述。

其中,STA侧包括二相色镜311、准直镜312、分光镜313、分光镜314、棱镜315、位置敏感探测器316、光产生器317、图像采集模块和传感器318、标记器319和调整模块320。可见,相较于图1所示的光路系统中的STA侧,图6所示的ATP光路系统中的STA侧中新增了棱镜315,用于实现如图4至图5d中的第二棱镜所实现的功能,具体实现方式可以参考前文实施例中对第二棱镜的相关描述,在此不再赘述。

例如,在图6所示的ATP光路系统中,AP侧和STA侧之间通过棱镜互相反射对端的信标光进行光路对齐。其中,对于AP侧来说,AP侧中的光产生器307发射第一信标光,第一信标光通过分光镜303发射至二相色镜302,再通过二相色镜302发射至STA侧的二相色镜311。二相色镜311接收第一信标光,并向分光镜313发射第一信标光,分光镜313再向分光镜314发射第一信标光,分光镜314再向棱镜315发射第一信标光。

STA侧利用棱镜315对称返回光路的特性,本实施例中令棱镜315反射第一信标光的光路与AP侧发射第一信标光的光路相同,即第一信标光原路返回至分光镜303。分光镜303将第一信标光发射至分光镜304,分光镜304将第一信标光发射至位置敏感探测器306,从而使位置敏感探测器306根据第一信标光到达位置敏感探测器的位置计算第一对准角度。伺服系统310调整第一对准角度使得AP侧和STA侧对齐。

又例如,对于STA侧来说,采用类似于AP侧的流程,STA侧发射的第二信标光通过分光镜313、二相色镜311、二相色镜302、分光镜303和分光镜304发射至棱镜305,利用棱镜305对称返回光路的特性,本实施例中令棱镜305反射第二信标光的光路与STA侧发射第二信标光的光路相同,即第二信标光原路返回至分光镜313。分光镜313将第二信标光发射至分光镜314,分光镜314将第二信标光发射至位置敏感探测器316,从而使位置敏感探测器316根据第二信标光到达位置敏感探测器的位置计算第二对准角度。伺服系统320调整第二对准角度使得STA侧和AP侧对齐。

注意的是,分光镜314也可以向STA侧的位置敏感探测器316折射第一信标光,但是位置敏感探测器316与分光镜314之间可以设置滤光片,从而过滤第一信标光即第一信标光不会到达位置敏感探测器316。类似的,分光镜304也可以向AP侧的位置敏感探测器306折射第二信标光,但是位置敏感探测器306与分光镜304之间可以设置滤光片,从而过滤第二信标光即第二信标光不会到达位置敏感探测器306。

基于上述图2至图6实施例中对光路瞄准系统的描述,下面对应用于上述光路瞄准系统中的一种光路瞄准方法进行详细的描述。请参见图7,图7为本申请实施例提供一种光路瞄准方法,该光路瞄准方法可以由如图2所示的光路瞄准系统中的第一光路瞄准装置所执行,具体包括以下步骤:

401,第一光路瞄准装置向第二光路瞄准装置发射第一信标光;

402,第一光路瞄准装置接收第二光路瞄准装置中的第二棱镜反射的第一信标光;

403,第一光路瞄准装置根据第二棱镜反射的第一信标光到达第一光路瞄准装置中第一位置敏感探测器的位置信息,调整第一光路瞄准装置的第一对准角度,调整后的第一对准角度满足第一瞄准精度阈值。

其中,第一光路瞄准装置向第二光路瞄准装置发射第一信标光,具体可以是第一光路瞄准装置中的第一光收发器向第二光路瞄准装置中的第二光收发器发射第一信标光,第二光收发器再向第二光路瞄准装置中的第二棱镜发射第一信标光。具体实现方式,可以参考图2至图5d实施例中对第一光收发器、第二光收发器、第二棱镜以及第一信标光的初始光路的相关描述,在此不再赘述。

其中,第一光路瞄准装置接收第二光路瞄准装置中的第二棱镜反射的第一信标光,具体可以是第一光路瞄准装置中的第一光收发器接收第二棱镜反射的第一信标光,并且第一光收发器向第一位置敏感探测器发射第二棱镜反射的第一信标光。也就是说,第一位置敏感探测器接收第二棱镜反射的第一信标光。具体实现方式,可以参考图2至图5d实施例中对第一光收发器、第二光收发器、第二棱镜、第一位置敏感探测器以及第一信标光的返回光路的相关描述,在此不再赘述。

其中,第一光路瞄准装置中的第一位置敏感探测器可以根据第二棱镜反射的第一信标光到达第一位置敏感探测器的位置信息,确定第一对准角度。第一位置敏感探测器再向第一光路瞄准装置中的第一调整模块发送第一对准角度,第一调整模块可以调整第一对准角度,使得调整后的第一对准角度满足第一瞄准精度阈值。具体实现方式,可以参考图2至图5d实施例中对第一位置敏感探测器、第一对准角度、第一调整模块的相关描述,在此不再赘述。

例如,请参见图8,图8为本申请实施例提供的一种光路瞄准装置旋转后的光路的示意图。为了便于描述对准角度,图8中将第一光路瞄准装置简化为旋转平台1,旋转平台1包括光产生器、光收发器、棱镜和位置敏感探测器;将第二光路瞄准装置简化为旋转平台2,旋转平台2包括光产生器、光收发器、棱镜和位置敏感探测器。其中,当旋转平台1和旋转平台2均未旋转时,对于旋转平台1来说,旋转平台1中的光收发器向旋转平台2发射信标光。旋转平台2中的棱镜对称返回信标光,旋转平台1中的光收发器接收棱镜对称返回的信标光,并向位置敏感探测器发射棱镜对称返回的信标光,形成初始光路,如图8中的初始光路所示。第一位置敏感探测器可以根据初始光路中的信标光到达位置敏感探测器的位置信息计算对准角度,若对准角度满足预设的第一瞄准精度阈值,则初始状态下第一光路瞄准装置与第二光路瞄准装置对齐。类似的,旋转平台2也可以通过光产生器、光收发器、棱镜和位置敏感探测器执行上述步骤,建立初始光路并确定初始状态下第一光路瞄准装置与第二光路瞄准装置对齐,在此不再赘述。

当旋转平台1旋转一定的角度后,旋转平台1中的位置敏感探测器可以根据本端的信标光到达位置敏感探测器的位置信息来判断旋转后的光路是否对齐。例如,旋转平台1中的光产生器持续向旋转平台2发射信标光,旋转平台2中的棱镜对称返回信标光,旋转平台1中的光收发器接收棱镜对称返回的信标光,并向位置敏感探测器发射棱镜对称返回信标光,形成旋转后的光路,如图8中的旋转后的光路所示。将初始光路和旋转后的光路进行比较,旋转平台1的对准角度α如图8所示。其中,对准角度可以由初始光路的信标光到达位置敏感探测器的位置信息、旋转后的光路的信标光到达位置敏感探测器的位置信息确定,具体实现方式可以参考图3实施例中的描述,在此不再赘述。可见,旋转平台1通过旋转平台2中的棱镜对称返回的信标光,可以实现初始光路对齐或者旋转后的光路对齐。

在一种实现方式中,第一光路瞄准装置还可以获取第一光路瞄准装置与第二光路瞄准装置之间的姿态角,并根据姿态角调整第一光路瞄准装置的第一对准角度,调整后的第一对准角度满足第三瞄准精度阈值,第三瞄准精度阈值大于第一瞄准精度阈值或第二瞄准精度阈值。

其中,第一光路瞄准装置具体可以通过图像采集模块和传感器获取第一光路瞄准装置与第二光路瞄准装置之间的姿态角,并向第一调整模块发送姿态角。第一调整模块根据姿态角,可以调整第一光路瞄准装置的第一对准角度,调整后的第一对准角度满足第三瞄准精度阈值。具体实现方式,可以参考图5c所示的实施例中对图像采集模块和传感器的相关描述,在此不再赘述。

在一种实现方式中,在第一光路瞄准装置调整第一对准角度之后,第一光路瞄准装置中的准直镜向第二光路瞄准装置发射光信号,以建立第一光路瞄准装置与第二光路瞄准装置之间的通信链路,通信链路与传输第一信标光的信标光路相互耦合。

其中,第一光路瞄准装置还包括准直镜。第一光路瞄准装置通过准直镜将光信号发射至第二光路瞄准装置,以建立第一光路瞄准装置与第二光路瞄准装置之间的通信链路。具体实现方式,可以参考图5d所示的实施例中对准直镜的相关描述,在此不再赘述。

可见,图2至图5d实施例中的第一光路瞄准装置可以执行如图7所示的一种光路瞄准方法,第一光路瞄准装置通过接收第二光路瞄准装置中的第二棱镜反射的第一信标光,可以调整第一对准角度,以实现第一光路瞄准装置与第二光路瞄准装置之间的信标光路对齐,从而实现通信链路对齐。注意的是,由于第一光路瞄准装置和第二光路瞄准装置互为对称的装置(即包括的元器件是相同的),则第二光路瞄准装置也可以执行如图7所示的一种光路瞄准方法,即第二光路瞄准装置通过接收第一光路瞄准装置中的第一棱镜反射的第二信标光,可以调整第二对准角度,以实现第一光路瞄准装置与第二光路瞄准装置之间的信标光路对齐,从而实现通信链路对齐。

在一种示例中,前文实施例中的第一光路瞄准装置或第二光路瞄准装置可以为设备或设置于设备中的芯片或电路。请参见图9,图9为本申请实施例提供的一种第一光路瞄准装置的结构示意图。该第一光路瞄准装置可以为具有执行图7和图8实施例中的光路瞄准方法的设备(例如芯片)。该第一光路瞄准装置可以包括收发器501、至少一个处理器502和存储器503。其中,收发器501、处理器502和存储器503可以通过一条或多条通信总线相互连接,也可以通过其它方式相连接。

其中,收发器501可以用于发送数据,或者接收数据。可以理解的是,收发器501是统称,可以包括接收器和发送器。

其中,处理器502可以用于对第一光路瞄准装置的数据进行处理。处理器502可以包括一个或多个处理器,例如该处理器502可以是一个或多个中央处理器(centralprocessing unit,CPU),网络处理器(network processor,NP),硬件芯片或者其任意组合。在处理器502是一个CPU的情况下,该CPU可以是单核CPU,也可以是多核CPU。

其中,存储器503用于存储程序代码等。存储器503可以包括易失性存储器(volatile memory),例如随机存取存储器(random access memory,RAM);存储器503也可以包括非易失性存储器(non-volatile memory),例如只读存储器(read-only memory,ROM),快闪存储器(flash memory),硬盘(hard disk drive,HDD)或固态硬盘(solid-statedrive,SSD);存储器503还可以包括上述种类的存储器的组合。

其中,上述处理器502和存储器503可以通过接口耦合,也可以集成在一起,本实施例不作限定。

上述收发器501和处理器502可以用于实现图7和图8实施例中的光路瞄准方法,其中,具体实现方式如下:

收发器501用于向第二光路瞄准装置发射第一信标光;

收发器501还用于接收第二光路瞄准装置中的第二棱镜反射的第一信标光;

处理器502用于根据第二棱镜反射的第一信标光到达第一光路瞄准装置中第一位置敏感探测器的位置信息,调整第一光路瞄准装置的第一对准角度,调整后的第一对准角度满足第一瞄准精度阈值。

在一种实现方式中,收发器501还用于接收第二光路瞄准装置发射的第二信标光;

收发器501还用于向第二光路瞄准装置反射第二信标光,其中,第一棱镜反射的第二信标光到达第二光路瞄准装置中的第二位置敏感探测器的位置信息用于调整第二光路瞄准装置的第二对准角度,调整后的第二对准角度满足第二瞄准精度阈值。

在一种实现方式中,处理器502还用于获取第一光路瞄准装置与第二光路瞄准装置之间的姿态角,根据姿态角调整第一光路瞄准装置的第一对准角度,调整后的第一对准角度满足第三瞄准精度阈值,第三瞄准精度阈值大于第一瞄准精度阈值或第二瞄准精度阈值。

在一种实现方式中,第一信标光的波长和第二信标光的波长不同。

在一种实现方式中,在第一光路瞄准装置调整第一对准角度之后,收发器501还用于向第二光路瞄准装置发射光信号,以建立第一光路瞄准装置与第二光路瞄准装置之间的通信链路。通信链路与传输第一信标光的信标光路相互耦合。

请参见图10,图10是本申请实施例提供的一种第二光路瞄准装置的结构示意图。该第二光路瞄准装置可以包括收发器601、至少一个处理器602和存储器603。其中,收发器601、处理器602和存储器603可以通过一条或多条通信总线相互连接,也可以通过其它方式相连接。

其中,收发器601可以用于发送数据,或者接收数据。可以理解的是,收发器601是统称,可以包括接收器和发送器。

其中,处理器602可以用于对第二光路瞄准装置的数据进行处理。处理器602可以包括一个或多个处理器,例如该处理器602可以是一个或多个中央处理器(centralprocessing unit,CPU),网络处理器(network processor,NP),硬件芯片或者其任意组合。在处理器602是一个CPU的情况下,该CPU可以是单核CPU,也可以是多核CPU。

其中,存储器603用于存储程序代码等。存储器603可以包括易失性存储器(volatile memory),例如随机存取存储器(random access memory,RAM);存储器603也可以包括非易失性存储器(non-volatile memory),例如只读存储器(read-only memory,ROM),快闪存储器(flash memory),硬盘(hard disk drive,HDD)或固态硬盘(solid-statedrive,SSD);存储器603还可以包括上述种类的存储器的组合。

其中,上述处理器602和存储器603可以通过接口耦合,也可以集成在一起,本实施例不作限定。

上述收发器601和处理器602的具体实现方式如下:

收发器601用于向第一光路瞄准装置发射第二信标光;

收发器601还用于接收第一光路瞄准装置中的第一棱镜反射的第二信标光;

处理器602用于根据第一棱镜反射的第二信标光到达第二位置敏感探测器的位置信息确定第二光路瞄准装置的第二对准角度,并调整第二对准角度,调整后的第二对准角度满足第二瞄准精度阈值。

在一种实现方式中,收发器601还用于接收第一光路瞄准装置发射的第一信标光,以及,还用于向第二棱镜发射第一信标光;

收发器601还用于向第一光路瞄准装置反射第一信标光,其中,第二棱镜反射的第一信标光到达第一光路瞄准装置的第一位置敏感探测器的位置信息用于调整第一光路瞄准装置的第一对准角度,调整后的第一对准角度满足第一瞄准精度阈值。

在一种实现方式中,处理器602还用于获取第二光路瞄准装置与第一光路瞄准装置之间的姿态角,并根据姿态角调整第二光路瞄准装置的第二对准角度,调整后的第二对准角度满足第四瞄准精度阈值;其中,第四瞄准精度阈值大于第一瞄准精度阈值或第二瞄准精度阈值。

在一种实现方式中,第一信标光的波长和第二信标光的波长不同。

在一种实现方式中,在第二光路瞄准装置调整第二对准角度之后,收发器601还用于将光信号发射至第一光路瞄准装置,以建立第二光路瞄准装置与第一光路瞄准装置之间的通信链路。通信链路与用于传输第二信标光的信标光路相互耦合。

本申请实施例提供一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质存储有程序或指令,当所述程序或指令在计算机上运行时,使得计算机执行本申请实施例中的光路瞄准方法。

本申请实施例提供一种芯片或者芯片系统,该芯片或者芯片系统包括至少一个处理器和接口,接口和至少一个处理器通过线路互联,至少一个处理器用于运行计算机程序或指令,以进行本申请实施例中的光路瞄准方法。

其中,芯片中的接口可以为输入/输出接口、管脚或电路等。

上述方面中的芯片系统可以是片上系统(system on chip,SOC),也可以是基带芯片等,其中基带芯片可以包括处理器、信道编码器、数字信号处理器、调制解调器和接口模块等。

在一种实现方式中,本申请中上述描述的芯片或者芯片系统还包括至少一个存储器,该至少一个存储器中存储有指令。该存储器可以为芯片内部的存储单元,例如,寄存器、缓存等,也可以是该芯片的存储单元(例如,只读存储器、随机存取存储器等)。

在上述实施例中,可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时,可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机指令时,全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中,或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输,例如,计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(digitalsubscriber line,DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质(例如,软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如,高密度数字视频光盘(digitalvideo disc,DVD))、或者半导体介质(例如,固态硬盘(solid state disk,SSD))等。

本领域普通技术人员可以意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现,为了清楚地说明硬件和软件的可互换性,在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

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