[发明专利]二维MEMS扫描反射镜转角标定系统及标定方法

权利要求书

1.一种二维MEMS扫描反射镜转角标定系统，其特征在于，其包括：

光学平台，其用于提供基准平面；

高精度激光准直组件，其用于产生可见光高准直度的激光光束，并将所述激光光束入射到待标定二维MEMS扫描反射镜上；

所述待标定二维MEMS扫描反射镜，其用于将所述激光光束反射至激光光斑探测组件；

所述激光光斑探测组件，其用于接收所述待标定二维MEMS扫描反射镜反射的激光光束并形成激光光斑，并将所述激光光斑成像至转角标定组件；

所述转角标定组件包括处理器、控制器和驱动机构，所述控制器分别与所述处理器、所述驱动机构电性连接，其与所述待标定二维MEMS扫描反射镜连接，所述转角标定组件用于改变所述待标定二维MEMS扫描反射镜在两维扫描方向上的驱动电压，并采集在不同驱动电压下的所述激光光斑的质心位置，并将所述质心位置和所述激光光斑探测组件中的水平位移平台的第一绝对位置、竖直位移平台的第二绝对位置并转换成二维角度信息，并根据所述不同的驱动电压和所述二维角度信息拟合得到转角标定系数；

所述激光光斑探测组件还包括大面阵探测相机、相机安装支架和网格靶板，所述相机安装支架设置于所述竖直位移平台上，所述竖直位移平台通过一L型转接件与所述水平位移平台连接，且所述转角标定组件分别与所述水平位移平台、所述竖直位移平台电性连接，所述网格靶板设置于所述大面阵探测相机的拍摄路径上，且所述网格靶板用于接收所述反射的激光光束，并形成激光光斑。

2.根据权利要求1所述的二维MEMS扫描反射镜转角标定系统，其特征在于，所述激光光斑的质心位置根据公式(1)计算得到：

其中i，j为所计算像元的序列号，A_i,j为第(i,j)号像元对应的信号输出，X_i,j为第(i,j)号像元的横坐标值，Y_i,j为第(i,j)号像元的纵坐标值，m和n为激光光斑图像的行数和列数。

3.根据权利要求2所述的二维MEMS扫描反射镜转角标定系统，其特征在于，所述控制器用于获取所述处理器的驱动指令，并根据所述驱动指令通过所述驱动机构驱动所述水平位移平台位移第一预设距离和所述竖直位移平台位移第二预设距离；所述处理器用于设定所述大面阵探测相机的参数，控制所述大面阵探测相机成像，获取成像的图像并计算所述质心位置，获取所述第一预设距离和所述第二预设距离并转换成所述二维角度信息，并根据所述驱动电压和所述二维角度信息拟合得到转角标定系数。

4.根据权利要求1所述的一种二维MEMS扫描反射镜转角标定系统的标定方法，其特征在于，其包括如下步骤：

水平调平光学平台；

水平调平高精度激光准直组件；

装调待标定二维MEMS扫描反射镜至零位；

高精度激光准直组件产生可见光高准直度的激光光束，并将所述激光光束入射到所述待标定二维MEMS扫描反射镜上；

激光光斑探测组件接收所述待标定二维MEMS扫描反射镜反射的激光光束，并将所述反射的激光光束成像至转角标定组件的网格靶板上，形成激光光斑；

所述转角标定组件改变所述待标定二维MEMS扫描反射镜的两维扫描方向上的驱动电压，记录不同驱动电压下的激光光斑的质心位置和水平位移平台的第一绝对位置和竖直位移平台的第二绝对位置，并将所述第一绝对位置、所述第二绝对位置和所述质心位置转换成二维角度信息，并根据所述不同的驱动电压和所述二维角度信息拟合得到转角标定系数。

5.根据权利要求4所述的二维MEMS扫描反射镜转角标定系统的标定方法，其特征在于，所述水平调平光学平台的步骤之前，还包括：

建立基准平面；

调整所述网格靶板的水平方向与所述水平位移平台平行；

调整所述网格靶板的竖直方向与所述竖直位移平台平行。