本發(fā)明屬于自適應(yīng)激光束遠(yuǎn)場(chǎng)精確聚焦控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種自適應(yīng)激光遠(yuǎn)場(chǎng)功率密度控制裝置。

背景技術(shù)：

激光束遠(yuǎn)場(chǎng)聚焦，一般是通過(guò)光束控制系統(tǒng)改變系統(tǒng)焦距，將激光束輸出的功率最大限度地集中到遠(yuǎn)場(chǎng)目標(biāo)上。目前的控制方式主要通過(guò)逆伽利略望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)和逆卡賽格林系統(tǒng)對(duì)激光束控制。逆伽利略望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)由凸、凹兩片透鏡組成，通過(guò)改變兩透鏡之間的距離，從而控制系統(tǒng)的焦距，將激光束在遠(yuǎn)場(chǎng)進(jìn)行聚焦。該系統(tǒng)的不足是隨著遠(yuǎn)場(chǎng)距離的增大，聚焦光斑尺寸偏大，光斑能量的相對(duì)強(qiáng)度較弱，而且聚焦精度不易控制。逆卡賽格林系統(tǒng)由由凹非球面主鏡和凸球面次鏡組成，通過(guò)改變主、次鏡之間的距離，實(shí)現(xiàn)激光束在遠(yuǎn)場(chǎng)聚焦。該系統(tǒng)的不足是光束控制系統(tǒng)體積較大、不易系統(tǒng)集成。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種自適應(yīng)激光遠(yuǎn)場(chǎng)功率密度控制裝置，本裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于集成、聚焦精度高且能夠自適應(yīng)控制等優(yōu)點(diǎn)。

為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：一種自適應(yīng)激光遠(yuǎn)場(chǎng)功率密度控制裝置，本裝置包括沿著激光發(fā)射方向依次排布的光束準(zhǔn)直組件、帶有調(diào)焦透鏡的調(diào)焦組件、固定凹面鏡、組合透鏡、快反鏡和用于把激光平行發(fā)射出去的離軸拋物面反射鏡；所述組合透鏡由彎月透鏡和平凸透鏡沿著激光發(fā)射方向順序膠合在一起構(gòu)成，且彎月透鏡的凸面與平凸透鏡的平面相互靠近設(shè)置。

優(yōu)選的，本裝置還包括測(cè)距單元以及視頻采集單元，所述測(cè)距單元以及視頻采集單元的輸出端均與控制器相連，所述調(diào)焦組件的驅(qū)動(dòng)器與控制器的輸出端相連。

優(yōu)選的，所述調(diào)焦組件為直線移動(dòng)組件，其包括直線電機(jī)、直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、導(dǎo)軌絲杠以及通過(guò)滑塊固定在導(dǎo)軌絲杠上的調(diào)焦透鏡；所述直線電機(jī)的輸出軸通過(guò)聯(lián)軸器與導(dǎo)軌絲杠相連；所述調(diào)焦透鏡為固定在滑塊上并跟隨滑塊前后移動(dòng)的移動(dòng)凹面鏡；所述直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)器與控制器的輸出端相連。

優(yōu)選的，所述快反鏡包括可調(diào)節(jié)反射鏡、X向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和Y向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述X向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)用于對(duì)可調(diào)節(jié)反射鏡在X軸方向上的俯仰角度進(jìn)行調(diào)節(jié)，所述Y向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)用于對(duì)可調(diào)節(jié)反射鏡在Y軸方向上的俯仰角度進(jìn)行調(diào)節(jié)；所述可調(diào)節(jié)反射鏡上設(shè)置有與綜合控制顯示裝置構(gòu)成電連接的位移傳感器。

優(yōu)選的，所述調(diào)焦透鏡的直徑為16mm，固定凹面鏡透鏡的直徑為30mm，組合透鏡中彎月透鏡和平凸透鏡的直徑均為110mm；所述固定凹面鏡與組合透鏡在調(diào)焦過(guò)程中均位置固定；調(diào)焦透鏡可調(diào)節(jié)范圍為10mm，調(diào)焦透鏡最近距固定凹面鏡為73mm，最遠(yuǎn)距固定凹面鏡為83mm；固定凹面鏡至組合透鏡距離為180mm，組合透鏡中彎月透鏡與平凸透鏡之間的間隙為1mm。

優(yōu)選的，所述光束準(zhǔn)直組件包括沿著激光發(fā)射方向依次排布的準(zhǔn)直鏡和擴(kuò)束鏡，所述準(zhǔn)直鏡與所述光纖的輸出端相連接。

優(yōu)選的，所述X向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括兩個(gè)X向音圈電機(jī)、兩個(gè)X向柔性鉸鏈和X向基座，兩個(gè)X向音圈電機(jī)彼此相對(duì)設(shè)置，兩個(gè)X向柔性鉸鏈也彼此相對(duì)設(shè)置，且兩個(gè)X向音圈電機(jī)的設(shè)置方向與兩個(gè)X向柔性鉸鏈的設(shè)置方向正向交叉；所述可調(diào)節(jié)反射鏡固定設(shè)置在兩個(gè)X向柔性鉸鏈的頂部，且可調(diào)節(jié)反射鏡與兩個(gè)X向音圈電機(jī)構(gòu)成鉸接連接；

所述Y向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括兩個(gè)Y向音圈電機(jī)、兩個(gè)Y向柔性鉸鏈和Y向基座，兩個(gè)Y向音圈電機(jī)彼此相對(duì)設(shè)置，兩個(gè)Y向柔性鉸鏈也彼此相對(duì)設(shè)置，且兩個(gè)Y向音圈電機(jī)的設(shè)置方向與兩個(gè)Y向柔性鉸鏈的設(shè)置方向正向交叉,兩個(gè)Y向音圈電機(jī)的設(shè)置方向與兩個(gè)X向音圈電機(jī)的設(shè)置方向也正向交叉；所述X向基座固定設(shè)置在兩個(gè)Y向柔性鉸鏈的頂部，且X向基座與兩個(gè)Y向音圈電機(jī)構(gòu)成鉸接連接。

優(yōu)選的，本裝置還包括設(shè)置在擴(kuò)束鏡和調(diào)焦組件之間的第一反射鏡和第二反射鏡，所述第一反射鏡和第二反射鏡彼此配合使得激光反射180°。

優(yōu)選的，本裝置還包括設(shè)置在組合透鏡與快反鏡之間的半透半反鏡，所述半透半反鏡的設(shè)有反光膜的一側(cè)設(shè)置有用于接收外界入射光的CCD成像模塊，所述CCD成像模塊的輸出端與視頻采集模塊相連；所述視頻采集模塊的輸出端與圖像處理模塊的輸入端相連，所述圖像處理模塊的輸出端與控制器的輸入端相連，所述控制器的輸出端與顯示器的輸入端相連；所述離軸拋物面反射鏡、快反鏡和半透半反鏡構(gòu)成外界入射光的入射通道。

優(yōu)選的，本裝置的調(diào)校過(guò)程為通過(guò)視頻采集單元和移動(dòng)調(diào)焦透鏡，得到不同距離處的激光光斑的聚焦點(diǎn)，具體過(guò)程為首先裝置加電、直線電機(jī)自動(dòng)歸零位，打開(kāi)激光光源觸發(fā)開(kāi)關(guān)，采用測(cè)距單元測(cè)距并設(shè)置目標(biāo)位置基準(zhǔn)點(diǎn)，然后通過(guò)控制器前后調(diào)整直線電機(jī)的移動(dòng)位置，找出所設(shè)定的基準(zhǔn)點(diǎn)處的激光光斑的聚焦點(diǎn)，標(biāo)定出基準(zhǔn)點(diǎn)處對(duì)應(yīng)的直線電機(jī)的移動(dòng)位置；設(shè)定增量改變目標(biāo)位置，重復(fù)上述標(biāo)校過(guò)程，直至完成全部目標(biāo)位置的標(biāo)定，將標(biāo)校的結(jié)果擬合得到位移－距離函數(shù)，并將得到的位移－距離函數(shù)寫(xiě)入控制器中的主控制單元程序。

本發(fā)明的有益效果在于：

1)本發(fā)明中的自適應(yīng)激光遠(yuǎn)場(chǎng)功率密度控制裝置采用單個(gè)移動(dòng)凹面鏡作為目鏡組，固定凹面鏡以及由彎月透鏡和平凸透鏡組成的組合透鏡共同構(gòu)成物鏡組。激光調(diào)焦過(guò)程中，保持物鏡組位置固定不變，僅僅需要移動(dòng)安裝在精密導(dǎo)軌上作為目鏡組的單個(gè)移動(dòng)凹面鏡即可。這種構(gòu)成方式的光學(xué)調(diào)焦組件不但結(jié)構(gòu)緊湊，而且反應(yīng)靈敏，控制精度高。

2)本發(fā)明中還設(shè)置有測(cè)距單元，通過(guò)直線電機(jī)和測(cè)距單元的彼此配合，采用目標(biāo)測(cè)距信息和目標(biāo)上的激光光斑大小變化信息相結(jié)合的方式，通過(guò)解析得到激光在遠(yuǎn)場(chǎng)目標(biāo)上聚焦的系統(tǒng)焦距參數(shù)。所述解析即將目標(biāo)距離信息作為系統(tǒng)焦距調(diào)節(jié)的基本參數(shù)；在此基礎(chǔ)上，通過(guò)視頻采集單元檢測(cè)CCD成像模塊獲取的激光光斑大小變化，實(shí)時(shí)細(xì)微調(diào)整系統(tǒng)焦距(即前后移動(dòng)調(diào)焦透鏡)，直至檢測(cè)得到的激光光斑能量中心區(qū)域直徑在圖像中最小。本發(fā)明中的這種解析方式即自適應(yīng)調(diào)節(jié)激光束遠(yuǎn)場(chǎng)聚焦的方式，不僅調(diào)焦過(guò)程快速，而且在很大程度上提高了激光束遠(yuǎn)場(chǎng)聚焦精度。

3)本發(fā)明中的視頻采集單元包括離軸拋物面反射鏡、快反鏡和半透半反鏡、CCD成像模塊以及視頻采集模塊相連；外界入射光依次通過(guò)離軸拋物面反射鏡、快反鏡并穿射至半透半反鏡處，然后經(jīng)半透半反鏡上的反光膜反射進(jìn)入CCD成像模塊，經(jīng)CCD成像模塊得到的成像信息進(jìn)入視頻采集模塊采集處理后輸送至圖像處理模塊，圖像處理模塊將接收到的信息處理后發(fā)送至控制器中，最終由控制器控制在顯示器中完成目標(biāo)信息的顯示。本發(fā)明的這種視頻成像的入射通道與激光發(fā)射通道共用了離軸拋物面反射鏡和快反鏡，并通過(guò)半透半反鏡將激光和外界入射光分離開(kāi)來(lái)，結(jié)構(gòu)緊湊巧妙，而且降低了整個(gè)系統(tǒng)的制造成本。

4)本發(fā)明中通過(guò)精跟蹤系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)目標(biāo)的精確跟蹤。所述精跟蹤系統(tǒng)包括快反鏡以及由CMOS面陣構(gòu)成的視頻采集模塊，所述快反鏡包括可調(diào)節(jié)反射鏡、X向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和Y向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，通過(guò)X向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和Y向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)可調(diào)節(jié)反射鏡的俯仰調(diào)節(jié)；由CMOS面陣構(gòu)成的視頻采集模塊則主要實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)細(xì)部構(gòu)造(如犯罪分子的手部)的穩(wěn)定精確的跟蹤。

5)本發(fā)明中的快反鏡由可調(diào)節(jié)反射鏡、音圈電機(jī)、柔性鉸鏈和位移傳感器構(gòu)成，所述位移傳感器用于檢測(cè)可調(diào)節(jié)反射鏡的偏轉(zhuǎn)角度，而音圈電機(jī)和柔性鉸鏈彼此配合以實(shí)現(xiàn)可調(diào)節(jié)反射鏡的偏轉(zhuǎn)或俯仰，不但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且可調(diào)性好，跟蹤快速，反應(yīng)靈敏。

附圖說(shuō)明

圖1為含有本裝置的一種激光主動(dòng)拒止系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明的一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明的另一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為移動(dòng)凹面鏡、固定凹面鏡和組合透鏡的位置狀態(tài)圖。

圖5為自適應(yīng)激光遠(yuǎn)場(chǎng)功率密度控制裝置中的光路系統(tǒng)圖。

圖6為快反鏡的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為圖6的側(cè)視圖。

圖8為圖6的另一個(gè)方向的側(cè)視圖。

圖9為自適應(yīng)激光遠(yuǎn)場(chǎng)功率密度控制裝置的調(diào)試過(guò)程示意圖。

圖10為視頻采集單元的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中標(biāo)記的含義如下：

1-激光產(chǎn)生和發(fā)射裝置 2-旋轉(zhuǎn)支架 3-激光發(fā)射窗口

4-視頻采集窗口 5-激光測(cè)距窗口 51-激光測(cè)距機(jī) 6-殼體

7-綜合控制顯示裝置 8-光纖 9-準(zhǔn)直鏡 10-擴(kuò)束鏡

11-第一反射鏡 12-第二反射鏡 13-直線電機(jī)

131-直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)器 14-導(dǎo)軌絲杠 151-調(diào)焦透鏡

152-固定凹面鏡 153-組合透鏡 16-快反鏡 161-可調(diào)節(jié)反射鏡

162-X向音圈電機(jī) 163-X向柔性鉸鏈 164-X向基座

165-Y向音圈電機(jī) 166-Y向柔性鉸鏈 167-Y向基座

17-離軸拋物面反射鏡 18-半透半反鏡 181-CCD成像模塊

182-視頻采集模塊

A-物鏡組 B-光束準(zhǔn)直組件

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

如圖1所示實(shí)施例中的激光主動(dòng)拒止系統(tǒng)，本系統(tǒng)包括激光產(chǎn)生與發(fā)射裝置1和遠(yuǎn)場(chǎng)精確聚焦裝置，所述激光產(chǎn)生與發(fā)射裝置1通過(guò)光纖8與自適應(yīng)激光遠(yuǎn)場(chǎng)功率密度控制裝置相連；所述遠(yuǎn)場(chǎng)精確聚焦裝置設(shè)置在旋轉(zhuǎn)支架2上；所述旋轉(zhuǎn)支架2上還設(shè)置有測(cè)距單元和視頻采集單元；所述測(cè)距單元通過(guò)激光測(cè)距窗口5進(jìn)行測(cè)量，所述視頻采集單元通過(guò)視頻采集窗口4采集外界視頻或圖像信息。本系統(tǒng)還包括與激光產(chǎn)生與發(fā)射裝置1、自適應(yīng)激光遠(yuǎn)場(chǎng)功率密度控制裝置、旋轉(zhuǎn)支架2、測(cè)距單元4和視頻采集單元均構(gòu)成電連接的綜合控制顯示裝置7。

前述激光主動(dòng)拒止系統(tǒng)中的遠(yuǎn)場(chǎng)精確聚焦裝置、測(cè)距單元以及視頻采集單元與控制器則構(gòu)成了本發(fā)明中的自適應(yīng)激光遠(yuǎn)場(chǎng)功率密度控制裝置。

下面對(duì)本實(shí)施例中的主要構(gòu)成部件分別進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

1.遠(yuǎn)場(chǎng)精確聚焦裝置

如圖3所示，所述遠(yuǎn)場(chǎng)精確聚焦裝置為本發(fā)明中自適應(yīng)激光遠(yuǎn)場(chǎng)功率密度控制裝置的一部分，其包括沿著激光發(fā)射方向依次排布的光束準(zhǔn)直組件B、帶有調(diào)焦透鏡151的調(diào)焦組件、固定凹面鏡152、組合透鏡153、快反鏡16和用于把激光平行發(fā)射出去的離軸拋物面反射鏡17；所述組合透鏡153由彎月透鏡和平凸透鏡沿著激光發(fā)射方向順序膠合在一起構(gòu)成，且彎月透鏡的凸面與平凸透鏡的平面相互靠近設(shè)置。如圖3所示，其中彎月透鏡的凹面一側(cè)與所述固定凹面鏡152相對(duì)設(shè)置，即組合透鏡153中的彎月透鏡相對(duì)于平凸透鏡更靠近所述固定凹面鏡152。

如圖3、5所示，自組合透鏡153發(fā)射出來(lái)的激光依次經(jīng)快反鏡16、離軸拋物面反射鏡17反射后出射至目標(biāo)處。

如圖3所示，所述自適應(yīng)激光遠(yuǎn)場(chǎng)功率密度控制裝置中的調(diào)焦組件為直線移動(dòng)組件，其包括直線電機(jī)13、直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)器131、導(dǎo)軌絲杠14以及通過(guò)滑塊固定在導(dǎo)軌絲杠14上的調(diào)焦透鏡151；所述直線電機(jī)13的輸出軸通過(guò)聯(lián)軸器與導(dǎo)軌絲杠14相連；所述調(diào)焦透鏡151為固定在滑塊上并跟隨滑塊前后移動(dòng)的移動(dòng)凹面鏡。所述直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)器131與綜合控制顯示裝置7中的控制器電連接，所述綜合控制顯示裝置7中的控制器發(fā)出指令使直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)器131動(dòng)作，直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)器131則使直線電機(jī)13正反轉(zhuǎn)，從而使調(diào)焦透鏡151沿著導(dǎo)軌絲杠14限定的方向前進(jìn)或者后退，以實(shí)現(xiàn)對(duì)不同距離外的目標(biāo)的瞄準(zhǔn)和聚焦。

如圖4所示，所述調(diào)焦透鏡151即移動(dòng)凹面鏡的直徑為16mm，固定凹面鏡152透鏡的直徑為30mm，組合透鏡153中彎月透鏡和平凸透鏡的直徑均為110mm；所述固定凹面鏡152與組合透鏡153構(gòu)成的物鏡組在調(diào)焦過(guò)程中均位置固定；調(diào)焦透鏡151所構(gòu)成的目鏡組的可調(diào)節(jié)范圍為10mm，調(diào)焦透鏡151最近距固定凹面鏡152為73mm，最遠(yuǎn)距固定凹面鏡152為83mm；固定凹面鏡152至組合透鏡距離為180mm，組合透鏡153中彎月透鏡與平凸透鏡之間的間隙為1mm。

如圖2所示，所述光束準(zhǔn)直組件包括沿著激光發(fā)射方向依次排布的準(zhǔn)直鏡9和擴(kuò)束鏡10，所述準(zhǔn)直鏡9與所述光纖8的輸出端相連接。光纖連接器將激光產(chǎn)生和發(fā)射裝置1通過(guò)光纖與準(zhǔn)直鏡9相連并對(duì)激光準(zhǔn)直，準(zhǔn)直后的激光再通過(guò)擴(kuò)束鏡10將激光擴(kuò)束并進(jìn)一步減小發(fā)散角。

如圖2所示，所述自適應(yīng)激光遠(yuǎn)場(chǎng)功率密度控制裝置還可以在擴(kuò)束鏡10和調(diào)焦組件之間設(shè)置第一反射鏡11和第二反射鏡12，所述第一反射鏡11和第二反射鏡12彼此配合使得激光反射180°。第一反射鏡11和第二反射鏡12的設(shè)置可以盡可能的減少整個(gè)聚焦裝置的體積，從而使得系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，便于運(yùn)輸和使用。

2.視頻采集單元

本發(fā)明中的視頻采集單元主要用于實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的粗跟蹤和精跟蹤，以及獲取激光光斑的大小變化信息。

如圖3所示，所述視頻采集單元包括設(shè)置在組合透鏡153與快反鏡16之間的半透半反鏡17，所述半透半反鏡17的設(shè)有反光膜的一側(cè)設(shè)置有用于接收外界入射光的CCD成像模塊171，所述CCD成像模塊171的輸出端與視頻采集模塊172相連；所述離軸拋物面反射鏡17、快反鏡16和半透半反鏡17構(gòu)成外界入射光的入射通道。本發(fā)明中通過(guò)增設(shè)半透半反鏡17實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)緊湊的設(shè)計(jì)目的，當(dāng)然也可以設(shè)計(jì)使用一套完全獨(dú)立于激光發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)的視頻采集單元。

對(duì)于目標(biāo)(如犯罪分子)的粗跟蹤，所使用的粗跟蹤系統(tǒng)包括由雙軸伺服轉(zhuǎn)臺(tái)構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)支架2、快反鏡16以及由CCD面陣構(gòu)成的視頻采集模塊，所述雙軸伺服轉(zhuǎn)臺(tái)由運(yùn)動(dòng)控制器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、執(zhí)行電機(jī)、轉(zhuǎn)臺(tái)執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成；所述雙軸伺服轉(zhuǎn)臺(tái)的運(yùn)動(dòng)控制器與綜合控制顯示裝置7中的控制器電連接，以實(shí)現(xiàn)雙軸伺服轉(zhuǎn)臺(tái)的二維轉(zhuǎn)動(dòng)和粗跟蹤。在粗跟蹤過(guò)程中，快反鏡16中的可調(diào)節(jié)反射鏡161的位置保持不動(dòng)。

對(duì)于目標(biāo)(如犯罪份子的手部)的精跟蹤，所使用的精跟蹤系統(tǒng)包括快反鏡16以及由CMOS面陣構(gòu)成的視頻采集模塊。為了能夠及時(shí)快速的跟蹤較小目標(biāo)的動(dòng)作，如圖3、5所示，所述快反鏡16包括可調(diào)節(jié)反射鏡161、X向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和Y向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述X向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)用于對(duì)可調(diào)節(jié)反射鏡161在X軸方向上的俯仰角度進(jìn)行調(diào)節(jié)，所述Y向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)用于對(duì)可調(diào)節(jié)反射鏡161在Y軸方向上的俯仰角度進(jìn)行調(diào)節(jié)；所述可調(diào)節(jié)反射鏡161上設(shè)置有與綜合控制顯示裝置7構(gòu)成電連接的位移傳感器。在精跟蹤過(guò)程中，通過(guò)位移傳感器可以實(shí)施得到可調(diào)節(jié)反射鏡161的俯仰狀態(tài)，并可通過(guò)X向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和Y向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)對(duì)可調(diào)節(jié)反射鏡161的俯仰角度進(jìn)行精細(xì)調(diào)節(jié)。

如圖6-8所示，所述X向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括兩個(gè)X向音圈電機(jī)162、兩個(gè)X向柔性鉸鏈163和X向基座164，兩個(gè)X向音圈電機(jī)162彼此相對(duì)設(shè)置，兩個(gè)X向柔性鉸鏈163也彼此相對(duì)設(shè)置，且兩個(gè)X向音圈電機(jī)162的設(shè)置方向與兩個(gè)X向柔性鉸鏈163的設(shè)置方向正向交叉；所述可調(diào)節(jié)反射鏡161固定設(shè)置在兩個(gè)X向柔性鉸鏈163的頂部，且可調(diào)節(jié)反射鏡161與兩個(gè)X向音圈電機(jī)162構(gòu)成鉸接連接；所述Y向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括兩個(gè)Y向音圈電機(jī)165、兩個(gè)Y向柔性鉸鏈166和Y向基座167，兩個(gè)Y向音圈電機(jī)165彼此相對(duì)設(shè)置，兩個(gè)Y向柔性鉸鏈166也彼此相對(duì)設(shè)置，且兩個(gè)Y向音圈電機(jī)165的設(shè)置方向與兩個(gè)Y向柔性鉸鏈166的設(shè)置方向正向交叉,兩個(gè)Y向音圈電機(jī)165的設(shè)置方向與兩個(gè)X向音圈電機(jī)162的設(shè)置方向也正向交叉；所述X向基座164固定設(shè)置在兩個(gè)Y向柔性鉸鏈163的頂部，且X向基座164與兩個(gè)Y向音圈電機(jī)162構(gòu)成鉸接連接。

快反鏡16的調(diào)節(jié)過(guò)程如下：兩個(gè)X向音圈電機(jī)162一組作為X軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，兩個(gè)Y向音圈電機(jī)165一組作為Y軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。以繞_y軸轉(zhuǎn)動(dòng)為例，工作時(shí)，一個(gè)Y向音圈電機(jī)伸長(zhǎng)、另一個(gè)Y向音圈電機(jī)縮短，兩個(gè)Y向音圈電機(jī)彼此配合使得X向基座164繞兩個(gè)Y向柔性鉸鏈166頂部構(gòu)成的軸線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，從而通過(guò)兩個(gè)Y向柔性鉸鏈166，將兩個(gè)Y向音圈電機(jī)165各自的直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為X向基座164的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，由于可調(diào)節(jié)反射鏡161設(shè)置在X向基座164上，因此可調(diào)節(jié)反射鏡161也繞兩個(gè)Y向柔性鉸鏈166頂部構(gòu)成的軸線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，最終實(shí)現(xiàn)了以推拉方式驅(qū)動(dòng)可調(diào)節(jié)反射鏡161繞_y軸轉(zhuǎn)動(dòng)。繞x軸轉(zhuǎn)動(dòng)的原理與此類似，此處不在贅述。所述反射鏡可調(diào)節(jié)反射鏡161具有方位和俯仰兩個(gè)自由度。

3.測(cè)距單元

測(cè)距單元用于完成對(duì)跟蹤目標(biāo)的測(cè)距，迅速準(zhǔn)確地測(cè)定目標(biāo)的距離參數(shù)，將目標(biāo)的距離信息發(fā)送給綜合控制顯示裝置7中的控制器。

如圖10所示，測(cè)距單元可以采用激光測(cè)距機(jī)，其主要負(fù)責(zé)在跟蹤器穩(wěn)定狀態(tài)下，對(duì)目標(biāo)進(jìn)行測(cè)距，實(shí)時(shí)提供目標(biāo)距離。從功能模塊上劃分，該激光測(cè)距機(jī)分為激光器、發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)、接收光學(xué)系統(tǒng)、光電探測(cè)及前放組件、接收機(jī)、終端機(jī)、激光激勵(lì)源(激光電源)、瞄準(zhǔn)望遠(yuǎn)鏡及低壓電源組成。

下面結(jié)合附圖對(duì)整個(gè)激光主動(dòng)拒止系統(tǒng)的工作過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)描述。

S1，首先按照附圖將各個(gè)部件安裝組裝完畢，從而得到所述激光主動(dòng)拒止系統(tǒng)。

S2，然后對(duì)自適應(yīng)激光遠(yuǎn)場(chǎng)功率密度控制裝置進(jìn)行調(diào)校，即通過(guò)視頻采集單元和移動(dòng)調(diào)焦透鏡151，得到不同距離處的激光光斑的聚焦點(diǎn)。

具體說(shuō)來(lái)，如圖9所示，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行目標(biāo)距離與電機(jī)移動(dòng)位移標(biāo)校。首先系統(tǒng)加電、直線電機(jī)13自動(dòng)歸零位，打開(kāi)激光光源觸發(fā)開(kāi)關(guān)，采用測(cè)距單元(即附圖9中的測(cè)距模塊)測(cè)距并設(shè)置目標(biāo)位置基準(zhǔn)點(diǎn)(此基準(zhǔn)點(diǎn)可以為設(shè)定打擊距離范圍內(nèi)的任意一點(diǎn))，然后通過(guò)控制器前后調(diào)整直線電機(jī)13的移動(dòng)位置，找出所設(shè)定的基準(zhǔn)點(diǎn)處的激光光斑的聚焦點(diǎn)，標(biāo)定出基準(zhǔn)點(diǎn)處對(duì)應(yīng)的直線電機(jī)13的移動(dòng)位置。設(shè)定增量改變目標(biāo)位置，重復(fù)上述標(biāo)校過(guò)程，直至完成全部目標(biāo)位置的標(biāo)定，將標(biāo)校的結(jié)果擬合得到位移－距離函數(shù)，并將得到的位移－距離函數(shù)寫(xiě)入控制器中的主控制單元程序。

S3，完成調(diào)校后的系統(tǒng)處于待機(jī)狀態(tài)時(shí)，通過(guò)綜合顯示控制裝置7的控制面板對(duì)旋轉(zhuǎn)支架2進(jìn)行控制轉(zhuǎn)動(dòng)，完成打擊目標(biāo)的選取，設(shè)定對(duì)打擊目標(biāo)的使用方式和使用強(qiáng)度(如衣物致燃或皮膚灼熱等)。

激光產(chǎn)生和發(fā)射裝置中含有激光輸出功率控制模塊，利用控制器控制數(shù)字電位器DS1867的輸出電阻，使開(kāi)關(guān)電源控制端的電壓改變，從而控制了開(kāi)關(guān)電源的輸出電流，改變光纖激光器功率的輸出。根據(jù)不同使用環(huán)境和打擊目標(biāo)的要求，即用戶對(duì)光纖激光器的輸出功率性能的要求，針對(duì)不同打擊目標(biāo)和使用種類預(yù)先標(biāo)定好輸出功率。在綜合控制顯示裝置7的控制面板上設(shè)置手動(dòng)激光功率調(diào)節(jié)旋鈕，對(duì)輸出激光功率可實(shí)施人工干預(yù)以調(diào)節(jié)激光輸出功率大小。

S4，通過(guò)綜合顯示控制裝置7的控制面板完成對(duì)目標(biāo)細(xì)部構(gòu)造(比如犯罪分子的手部)的選取，綜合控制顯示裝置7中的圖像處理模塊采用圖像光流場(chǎng)計(jì)算法，首先計(jì)算出圖像各像素的光流值，然后進(jìn)行圖像分割處理，按照?qǐng)D像的某些特性將圖像信息分割若干個(gè)不同區(qū)域，在這些不同的每個(gè)區(qū)域內(nèi)的圖像像素信息都存在著相同或相近的某些圖像信息特性，但是分割出來(lái)的相鄰區(qū)域有著特性不同圖像信息，繼而提取特征物體，并找到物體形心位置，從而完成目標(biāo)位置控制(此部分圖像處理方法具體可參見(jiàn)現(xiàn)有技術(shù))。通過(guò)這種方法，系統(tǒng)根據(jù)打擊目標(biāo)的移動(dòng)信息產(chǎn)生控制信號(hào)，控制旋轉(zhuǎn)支架將激光發(fā)射窗口始終對(duì)準(zhǔn)打擊目標(biāo)。

S5，利用激光測(cè)距機(jī)完成對(duì)打擊目標(biāo)的測(cè)距，迅速準(zhǔn)確地測(cè)定目標(biāo)的距離參數(shù)，將目標(biāo)的距離信息呈現(xiàn)在綜合控制顯示裝置7的顯示器上，系統(tǒng)操作人員根據(jù)該距離信息，選擇系統(tǒng)的激光聚焦檔位，等待拒止命令。

S6，可人工設(shè)定或自動(dòng)選擇使用開(kāi)始信號(hào)，當(dāng)接收到拒止命令后，系統(tǒng)發(fā)射的激光通過(guò)自適應(yīng)激光遠(yuǎn)場(chǎng)功率密度控制裝置匯聚于打擊目標(biāo)表面，完成主動(dòng)拒止動(dòng)作。

S7，根據(jù)綜合控制顯示裝置7顯示的目標(biāo)狀態(tài)判斷拒止行動(dòng)效果，若達(dá)到效果則系統(tǒng)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，若效果不理想則再次發(fā)射激光。