對激光系統進行評價的綜合指標中,光束質量是一個非常重要的參數。對激光遠場到靶功率密度的時空分布進行準確的測量,是對激光質心漂移、光束質量、等重要參數進行計算的重要手段,也對于分析激光的大氣傳輸效應和評價激光系統的光束控制能力、跟蹤瞄準能力具有重要意義。本文所做的工作主要分為三部分,第一部分主要對激光斜程傳輸光斑參數測量的方案進行確定,介紹了多種用于檢測激光光斑參數的方法,基于本實驗特定的實驗環(huán)境和要求,選擇使用CCD采集光斑圖像、姿態(tài)控制模擬機載環(huán)境的方式來進行系統設計。第二部分則主要對系統的硬件結構以及電路部分進行設計,選用了 DSPIC33FJ16MC304作為控制模塊的主控芯片,使用步進電機對姿態(tài)進行調整和靶面進行旋轉,同時設計步進電機驅動電路;設計信標燈驅動和開關控制電路;設計光電探測器轉換和數據采集電路;設計串口通訊電路,完成與工業(yè)控制計算機的數據通信,并根據工業(yè)計算機的實時數據對各個模塊進行調整;工業(yè)計算機和CDD相機、功率計、無線傳輸模塊進行連接;第三部分對光斑圖像的進行數據處理,完成圖像的濾波;圖像濾波部分,本文分析了光斑圖像噪聲產生的原因,根據噪聲產生原因,設計了不同的濾波算法,并對各個濾波算法對后期光斑質心的求取的影響,進行了多次實驗進行分析,綜合算法效果和復雜度,通過多次實驗和分析,找到了一種既能夠有效的去除光斑噪聲也能夠對后期光斑質心的求取影響較小的去噪方法;本文分析了三種不同的質心求取方法,分析了每一種算法的算法復雜度、容噪能力和精確度,實驗最終論證了重心法對光斑進行光斑中心的檢測效果更好,能夠在精度和算法復雜度上較好地滿足本文研究內容的需要。在本文最后是對之前設計的電路和算法進行驗證,采用500米實驗采集到的圖像進行論證及分析,對圖像進行上述一系列處理,最后得到光斑的各個參數、完成了對靶板的控制,驗證了硬件與軟件的適用性與有效性。
【學位單位】：中國科學技術大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TN249
【部分圖文】：

圖３－３邋ＴＨＢ７１２８內部結構圖逡逑管腳定義如下：逡逑（１）端子１，６，１０為接地端。逡逑（２）端子２邋：邋ＣＷ／ＣＣＷ為正、反轉信號輸入端。逡逑（３）端子３：邋ＣＬＫ為脈沖信號輸入端。逡逑（４）端子４：邋０ＳＣ１：完成對細分的設置。逡逑（５）端子５：邋ＶＲＥＦ：參考電流設置，主要和ＮＦＡ和ＮＦＢ端配合，設。逡逑（６）端子邋１３，１１，９，邋７：邋０ＵＴ１Ａ，０ＵＴ２Ａ：邋Ａ邋相輸出端，０ＵＴ１Ｂ，０ＵＴ２Ｂ：。逡逑（７）端子１２，邋８：邋ＮＦＡ，邋ＮＦＢ：邋Ａ、Ｂ兩相的電流檢測引腳。主要和參合，設置驅動電流。逡逑（８）端子１４：邋ＶＭ：電源ＶＭ連接端。逡逑（９）端子１５：邋ＶＣＣ：電機驅動電源連接端。逡逑（１０）端子１６，邋１７，１８：邋Ｍｌ，邋Ｍ２，邋Ｍ３：設置電機的細分參數。逡逑

邐ｔ｜邋ｊ邋Ｊｌ｜邋￣ｊ逡逑？邋？邋（ｉ）邐？邋？？＆（ｖ邋ｄ）邋？（Ｄ逡逑ＳＧＮＤ邋ＧＮＤ邋ＰＣｉＮＤ邋ＶＣＣ邋Ｍ！邋Ｍ２邋Ｍ３邋ＣＷ邋ＣＣＷＣＬＫ邋ＥＮＡＢＬＥ邋ＯＳＣＩ逡逑圖３－３邋ＴＨＢ７１２８內部結構圖逡逑各管腳定義如下：逡逑（１）

邐ｌｌ￣邋■—ｕ－ＭＬＡＯ逡逑Ｉ邋Ｉ邋Ｉ邋］邋ＤＪ邋ＧＸＰ逡逑圖３－４邋ＴＨＢ７１２８驅動電路圖逡逑如圖邋３－４邋所示，ＣＬＫ＿Ａ０、ＣＷ／ＣＣＷ＿Ａ０、ＥＮ＿Ａ０、Ｍ１＿Ａ０、Ｍ２＿Ａ０、Ｍ３＿Ａ０邋與邋ＰＩＣ逡逑單片機連接，完成單片機對驅動器的控制，驅動電路根據ＰＩＣ單片機的驅動信號，逡逑并結合電流設定端設定的電壓，在０ＵＴ１Ａ＿Ａ、０ＵＴ２Ａ＿Ａ、０ＵＴ１Ｂ＿Ａ、０ＵＴ２Ｂ＿Ａ上完逡逑成對電機的驅動。設定電流的計算公式為：逡逑ｒ邋ＶＲＥＦ邐，邋ｓ逡逑／邋＝邋——邐（３－１逡逑５＊邋Ｒｓ逡逑其中心為ＮＦＡ，ＮＦＢ端外接的采樣電阻。本設計的采樣電阻設置為０．２２逡逑歐姆。逡逑３．邋２．邋２位置傳感器逡逑為了實現對靶板在滑軌上的定位、往復等運動方式的實現和控制，需要實時逡逑確定靶板的當前位置，這里需要選擇位移傳感器來獲得靶板的位置信息。為了實逡逑現對靶板在劃歸上的定位、往復等運動方式的實現和控制

【參考文獻】

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1 高晉凱;侯文;楊冰倩;王

本文編號：2834396