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公开(公告)号：CN113720279B
公开(公告)日：2022-11-01
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：CN113639675B
公开(公告)日：2022-11-01
申请号：CN202110876114.2
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，具体涉及基于变形镜补偿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、变形镜、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：CN113686265A
公开(公告)日：2021-11-23
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：CN113639676A
公开(公告)日：2021-11-12
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：CN113639675A
公开(公告)日：2021-11-12
申请号：CN202110876114.2
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，具体涉及基于变形镜补偿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、变形镜、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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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN109579782B
公开(公告)日：2021-01-08
申请号：CN201910025696.6
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，具体涉及一种高精度大工作距自准直三维角度测量装置与方法；该装置由光源、分光镜、图像传感器、准直镜、固定平面反射镜以及合作靶标组成；该方法通过合作靶标，使测量光束分为两束相互垂直的测量光，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；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：CN109579780A
公开(公告)日：2019-04-05
申请号：CN201910025637.9
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与光学工程领域，具体涉及一种基于偏振分光自准直三维角度测量装置与方法；该装置由光源、起偏器、分光镜、偏振分光镜、图像传感器、准直镜、固定平面反射镜以及合作靶标组成；该方法通过合作靶标，使测量光束分为两束相互垂直的测量光，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；由两路图像传感器分别接收两路测量光斑，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：CN106247991B
公开(公告)日：2018-11-06
申请号：CN201610638927.7
申请日：2016-08-07
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：CN117490664A
公开(公告)日：2024-02-02
申请号：CN202311379437.6
申请日：2023-10-24
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: G01C15/00
Abstract: 本发明公开了一种基于联动式升温的抗温度干扰自准直装置，包括自准直本体，所述自准直本体内设有光源、分光棱镜、准直物镜和CCD传感器，光源发出的光束依次穿过分光棱镜、准直物镜、分光棱镜和CCD传感器，所述自准直本体内布设有电热丝，电热丝端侧设有温度传感器，本发明还公开了一种基于联动式升温的抗温度干扰自准直方法，该方法能够控制自准直仪内部温度梯度小于0.1℃。本发明能够解决传统自准直仪容易受到工作环境温度变化的影响从而影响自准直仪的测量精度和测量稳定性的问题。
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公开(公告)号：CN117367326A
公开(公告)日：2024-01-09
申请号：CN202311379440.8
申请日：2023-10-24
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: G01B11/26
Abstract: 本发明公开了一种基于局部温度控制的抗温度干扰自准直装置，包括自准直本体，所述自准直本体上设有光源、分光棱镜、准直物镜固定件和CCD传感器，所述准直物镜固定件上安装有准直物镜，光源发出的光束依次穿过分光棱镜、准直物镜、分光棱镜和CCD传感器，分光棱镜、准直物镜固定件、和CCD传感器上均安装有热电制冷器和温度传感器。本发明还公开了一种基于局部温度控制的抗温度干扰自准直方法，该方法能够将自准直装置局部关键元器件的温度波动控制在±0.1℃内。本发明能够解决传统自准直装置局部关键元器件容易受到工作环境温度变化的影响从而影响自准直装置的测量精度和测量稳定性的问题。
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