[发明专利]一种基于目标图像的机械消旋机构

说明书

本发明涉及一种基于目标图像的机械消旋机构，由以内框架为主体的轴系和与以外框架为主体的部分，通过旋变单元的感应信号对力矩电机进行控制，将力矩电机的回转运动转换成轴系的回转运动。实现设置在内框架内的摆镜单元、成像单元和汇聚单元按一定的角度旋转，达到目标图像的机械消旋。该技术方案是力矩电机直接驱动成像单元绕光学系统轴心转动，动态性能较好。本发明通过各单元之间的匹配参数设计，实现消除对目标图像的旋转，其轴系布置相对较简单，光学镜片相对较少，可实时对目标图像进行动态控制，从而提高目标图像的稳定性，可以应用到有消旋要求的红外光学系统中。

技术领域

本发明属于图像的机械消旋技术，具体涉及一种基于目标图像的机械消旋机构。

背景技术

机载红外光电探测系统是飞机武器火控系统的重要组成部分，机载光电探测系统采用红外被动探测跟踪，对空中、地面和水面目标实现全天候探测、跟踪与瞄准，具有无线电静默、抗电磁干扰能力强、目标分辨率高等特点。在机载红外光电探测系统中一般采用陀螺平台来隔离载机的振动，并利用平台的进动特性完成对目标的跟踪。在系统的稳定和跟踪过程中，由于平台框架的转动引起光学系统和成像单元相对于载机的运动，最终造成目标画面的旋转，影响飞行员的观察和操作，甚至造成误判。

为了消除系统跟踪过程中的目标图像旋转问题，要对成像单元所获取的目标图像进行实时反旋转变换。现有的消旋系统中有电子消旋和光学消旋。电子消旋是把从摄像头实时采集来的每一帧信号按要求的消旋角旋转处理后再送往图像跟踪器，这种处理方法增加了图像处理时间，降低了目标跟踪的实时性。光学消旋是在系统光路中，成像单元前，沿成像单元光轴方向加装一个消旋棱镜，依靠消旋棱镜的转动来实现目标图像的转动，从而消除目标图像的旋转，这种处理方法中道威棱镜由于受光学材料的限制只能用于可见光到近红外波段，而K镜消旋则存在系统光路加长、体积增大、在较小的瞬时视场下光路成像困难的问题。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种基于目标图像的机械消旋机构，当机载红外光电探测系统在相对于载机姿态变化而引起图像旋转时，对成像单元获取的目标图像进行实时反旋转变换，恢复图像的稳定跟踪状态。

技术方案

一种基于目标图像的机械消旋机构，其特征在于包括外框架1、内框架2、力矩电机3、摆镜单元4、第一轴承5、第二轴承14、旋变单元7、限位单元8、成像单元10和汇聚单元11；

轴承组件的连接与配合：第一轴承5置于第一轴承外座15的通孔内，第一轴承内座6置于第一轴承5的通孔内；第二轴承14置于第二轴承外座12的通孔内，第二轴承内座13置于第二轴承14的通孔内；

以内框架2为主体的轴系的连接与配合：内框架2设置在第一轴承内座6和第二轴承内座13形成的轴上，且相互固连；旋变单元7和限位单元8设置在第一轴承内座6的一侧；力矩电机3设置在第二轴承内座13的一侧；力矩电机3与第二轴承内座13连接，力矩电机的回转运动转换成轴系的转动运动；

以外框架1为主体的连接与配合：旋变支架9与第二轴承外座12和第一轴承外座15固连在外框架1上，且第一轴承外座15和第二轴承外座12分别位于外框架1两端的通孔内；

旋变单元7的内圈与内框架2固定连接，外圈与旋变支架9与固定连接，旋变支架9与外框架1固定连接；

摆镜单元4、成像单元10和汇聚单元11组成的光学系统固定设置在内框架2内；

所述摆镜单元4、成像单元10和汇聚单元11的光学系统为：汇聚单元11的光轴设置在摆镜单元4的反射光轴上，汇聚单元11之后的成像单元10与摆镜单元4同光轴设置。

所述第一轴承外座15和第二轴承外座12上设有轴承外压圈。

所述第一轴承内压圈16和第二轴承内压圈17上设有轴承内压圈。