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公开(公告)号：CN106247991A
公开(公告)日：2016-12-21
申请号：CN201610638927.7
申请日：2016-08-07
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: G01B11/26
CPC classification number: G01B11/26
Abstract: 本发明属于精密测量技术领域和光学工程领域，具体涉及便携式组合调零激光大工作距自准直装置与方法；该装置由光源、准直镜、反射镜、以及反馈成像系统组成；该方法通过调整反射镜，使反射光束回到反馈成像系统像面中心，再利用反射镜上的角度偏转测量装置来得到被测物表面的角度变化；由于本发明在传统自准直角度测量系统上增加了反射镜，因此能够避免被测物反射光偏离测量系统而导致无法测量的问题，进而具有在相同工作距离下增加自准直工作范围，或在相同自准直工作范围下增加工作距离的优势；此外，准直镜、反馈成像系统、反射镜等的具体设计，使本发明还具有小型便携、测量精度高；在不稳定测量环境下同样能够测量；以及快速测量的技术优势。
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公开(公告)号：CN113687521B
公开(公告)日：2024-02-09
申请号：CN202110878345.7
申请日：2021-07-30
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 本发明属于精密测试计量技术领域，提出一种基于波前校正的低像差高精度二维光电自准直方法与装置。本发明在传统自准直仪测量方法中增加光源光束相位补偿环节，该环节利用仪器内参考光路的波前畸变信息通过驱动变形镜补偿光源光束相位，实现对自准直仪光源出射光束角漂移的测量与补偿，减小像差，提高光学系统的成像质量与光斑定位精度，进而提高了自准直仪角度测量精度。同时引入该环节使自准直仪光源出射光束具有极高的光束质量和稳定性，进一步提高自准直仪角度测量的分辨力与稳定性。该方法使传统自准直仪具备纳弧度量级(5×10‑9rad，即0.001″)的角度分辨力和亚微弧度量级‑7(10 rad，即0.02″)的角度测量精度。本发明具有同等条件下，实现高分辨力、高精度、高稳定性兼顾的角度测量的技术优势，同时具备抗环境扰动和补偿扰动引起的误差的能力。
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公开(公告)号：CN113686265B
公开(公告)日：2022-11-01
申请号：CN202110876122.7
申请日：2021-07-30
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: G01B11/26
Abstract: 本发明属于精密测量技术领域与光学工程领域，具体涉及基于变形镜补偿的高稳定性纳弧度量级角度测量方法与装置；该装置由LED光源、凸透镜、多狭缝光阑、分光镜、转折镜、变形镜、准直物镜组、线阵CCD、四象限位置探测器以及平面反射镜组成；该方法使两路测量光束携带被测物角度变化信息，分别在两个传感器上形成各自图像，利用该两图像位置解算出被测物相对于光轴的俯仰角、偏航角，从而具有对被测物角度变化的探测能力；由于本发明利用准直物镜组极大提高物镜焦距的同时，又采用线阵CCD作为传感器提高了测量量程，因此具有在相同测量量程下，角度极限分辨力达到纳弧度量级的技术优势；利用LED光源、凸透镜以及多狭缝光阑，同时利用四象限位置探测器与变形镜进行漂移量反馈，提高系统稳定性至十纳弧度量级，从而解决光束漂移量限制自准直仪极限分辨力的问题。此外，本发明所设计的系统装置具有结构体积小、测量精度高、测量频响高的技术优势。
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公开(公告)号：CN113720279A
公开(公告)日：2021-11-30
申请号：CN202110876134.X
申请日：2021-07-30
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 本发明属于精密测量技术领域与光学工程领域，具体涉及基于空间光调制的纳弧度量级三维角度测量方法与装置；该装置由半导体激光光源、凸透镜、多狭缝光阑、分光镜、偏振分光镜、转折镜、透射式空间光调制器、准直物镜组、面阵CCD、四象限位置探测器、固定平面反射镜以及反射靶标组成；该方法赋予反射靶标在光轴方向上的不对称性，使测量光束携带被测物俯仰角、偏航角信息的同时，敏感于被测物滚转角变化，从而使仪器装置具有对被测物三维角度变化的探测能力；由于本发明利用准直物镜组极大提高物镜焦距，因此具有在相同测量量程下，角度极限分辨力达到纳弧度量级的技术优势；利用凸透镜以及多狭缝光阑，同时利用四象限位置探测器与透射式空间光调制器进行漂移量反馈，提高系统稳定性至十纳弧度量级，从而解决光束漂移量限制自准直仪极限分辨力的问题。此外，本发明所设计的系统装置具有结构体积小、测量精度高、测量频响高的技术优势。
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公开(公告)号：CN113639677A
公开(公告)日：2021-11-12
申请号：CN202110878413.X
申请日：2021-07-30
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: G01B11/27
Abstract: 本发明属于精密测试计量技术领域，提出一种基于波前传感与校正的二维光电自准直方法与装置。本发明在传统自准直仪测量方法中增加波前测量与校正环节，通过测量仪器内参考光路的波前畸变信息并通过驱动变形镜补偿畸变相位，实现对自准直仪光学系统像差的测量与调控，提高光学系统的成像质量与光斑定位精度，进而提高自准直仪角度测量精度；角度测量和校正过程同时进行，提高自准直仪的测量速度。同时引入该环节使自准直仪具备了抵抗外界环境干扰的能力，进一步提高了自准直仪角度测量的分辨力与稳定性。该方法使自准直仪具备纳弧度量级(5×10‑9rad，即0.001″)的角度分辨力和亚微弧度量级(10‑7rad，即0.02″)的角度测量精度。本发明具有同等条件下，实现高频响、高分辨力、高精度、高稳定性兼顾的角度测量的技术优势，同时具备抗环境扰动和补偿扰动引起的误差的能力。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN109631827A
公开(公告)日：2019-04-16
申请号：CN201910025603.X
申请日：2019-01-11
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: G01C1/00
CPC classification number: G01C1/00
Abstract: 本发明属于精密测量技术领域和光学工程领域，具体涉及基于绝对角度测量的双光源高精度抗干扰大工作距自准直装置与方法；该装置由光源单元、第一偏振片、反馈成像单元、第一透射式准直镜、组合式反射镜、第二偏振分光镜、角漂移量反馈测量单元以及波前畸变反馈测量单元。该方法通过增加角漂移量反馈测量单元和波前畸变反馈测量单元，分别测量并实时补偿自准直光束受空气扰动引入的角漂移和波前畸变，减小自准直光束在复杂空气环境、长工作距离下受空气扰动的影响，提高测量与补偿精度。采用双光源的结构形式，减弱另一光源和外界环境杂散光对传感器探测的干扰，提高信噪比，提高激光自准直仪的抗干扰能力和稳定性。此外，该装置增加了水平基准测量光路，能够实现测量激光自准直仪以及被测面相对于水平基准的绝对偏航角和俯仰角大小。
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公开(公告)号：CN109579778A
公开(公告)日：2019-04-05
申请号：CN201910025610.X
申请日：2019-01-11
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: G01C1/00
Abstract: 本发明属于精密测量技术领域与光学工程领域，具体涉及一种基于双波长分光自准直三维角度测量装置与方法；该装置由光源、分光镜、透射式准直镜、固定反射镜、合作靶标、绿光滤光片、红光滤光片以及RGB色彩图像传感器组成；该方法滤光片和合作靶标，使测量光束分为红色和绿色的测量光，分别经固定平面反射镜以及合作靶标反射后返回，分别在图像传感器上形成各自图像，利用该两图像位置解算出合作靶标相对于光轴的俯仰角、偏航角以及滚转角，从而具有对被测物空间三维转角的探测能力；由于本发明对于滚转角采用的是光杠杆放大原理，与俯仰角和偏航角的测量原理一致，因此对于三维角度测量均具有高精度大工作距的技术优势，进而具有在相同工作距离下增加测量精度，或在相同测量精度下增加工作距离的优势；由RGB色彩图像传感器接收两路测量光斑，降低了对后续图像处理技术的要求，提高了测量装置的频响。此外，本发明所设计的合作靶标具有结构简单、制作成本低的技术优势。
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公开(公告)号：CN113639677B
公开(公告)日：2024-02-09
申请号：CN202110878413.X
申请日：2021-07-30
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: G01B11/27
Abstract: 本发明属于精密测试计量技术领域，提出一种基于波前传感与校正的二维光电自准直方法与装置。本发明在传统自准直仪测量方法中增加波前测量与校正环节，通过测量仪器内参考光路的波前畸变信息并通过驱动变形镜补偿畸变相位，实现对自准直仪光学系统像差的测量与调控，提高光学系统的成像质量与光斑定位精度，进而提高自准直仪角度测量精度；角度测量和校正过程同时进行，提高自准直仪的测量速度。同时引入该环节使自准直仪具备了抵抗外界环境干扰的能力，进一步提高了自准直仪角度测量的分辨力与稳定性。该方法使自准直仪具备纳弧度量级(5×10‑9rad，即0.001″)的角度分辨力和亚‑7微弧度量级(10 rad，即0.02″)的角度测量精度。本发明具有同等条件下，实现高频响、高分辨力、高精度、高稳定性兼顾的角度测量的技术优势，同时具备抗环境扰动和补偿扰动引起的误差
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公开(公告)号：CN113639676B
公开(公告)日：2023-10-20
申请号：CN202110876187.1
申请日：2021-07-30
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: G01B11/27
Abstract: 本发明属于精密测试计量技术领域，提出一种基于波前测量与校正的二维光电自准直方法与装置。本发明在传统自准直仪测量方法中增加参考光路的波前测量与校正环节，该环节利用仪器内参考光路的波前畸变信息通过驱动变形镜补偿光束相位畸变，实现对自准直仪光学系统像差的测量与调控，提高光学系统的成像质量与光斑定位精度，进而提高了自准直仪角度测量精度。同时引入该环节使自准直仪具备抵抗外界环境干扰的能力，进一步提高自准直仪角度测量的分辨力与稳定性。该方法使传统自准直仪具备纳弧度量级(5×10‑9rad，即0.001″)的角度分辨力和亚微弧度量级(10‑7rad，即0.02″)的角度测量精度。本发明具有同等条件下，实现高分辨力、高精度、高稳定性兼顾的角度测量的技术优势，同时具备抗环境扰动和补偿扰动引起的误差的能力。
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公开(公告)号：CN116448045A
公开(公告)日：2023-07-18
申请号：CN202310475056.1
申请日：2023-04-28
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 本发明提出基于主动控制补偿的高稳定性三维角度检查装置与方法。该装置由带筋工作台、压电陶瓷、丝杠电机、底座、平面反射镜、自准直仪、电路板、温度、湿度、气压传感器、计量框架以及旋转台组成；该方法利用驱动装置组成的角度发生装置和旋转台使工作台能在滚转、俯仰和偏航三个方向上旋转，并用正交放置的两个二维角度计量装置对工作台角度进行实时检测，形成闭环控制，使工作台能够发生标准的三维角度；利用高分辨力自准直仪作为角度计量装置和利用压电陶瓷驱动，使工作台发生角度能够在测量范围内实现高精度闭环反馈控制，从而能够发生标准的微纳弧度量级的角度，解决角度检查仪无法在传统测量范围内达到微纳弧度量级的高角度分辨力的问题。
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