Uluslararası uzaktan algılama teknolojisinin ilerlemesiyle, Çin'in uzay uzaktan algılama kameralarının etkili diyaframı, üretim verimliliği için artan taleplerle birlikte kademeli olarak arttı. Sonuç olarak, bu kameralar için hizalama yöntemleri ve üretim süreçleri sürekli olarak gelişmelidir. Göz ardı edilemeyen yatay optik eksen durumundaki büyük ataklı kameraların önemli yerçekimine bağlı deformasyonu nedeniyle, bu makale dikey bir optik eksen hizalama teknolojisi önermektedir. Bu yaklaşım, büyük belirleyici aynaların hassas montajı ve konumlandırılması, yerçekimi kaynaklı hataların ortadan kaldırılması ve dikey durumdaki optik eksen referansının çıkarılması gibi temel zorlukları ele alır ve verimliliği artırırken hizalama doğruluğunu sağlar.
Şekil 1: Dikey hizalama yolunun temel süreçleri ve çekirdek teknolojileri
Ayrıca, makale akıllı hizalama birimleri sunmaktadır. Pratik uygulamalar, bu teknik çerçevenin benimsenmesinin, montaj öncesi hassasiyeti arttırdığını, geliştirme döngülerini kısalttığını ve dikey durumdaki optik eksen referansının tespit edilmesinde ve zemin hizalama sonuçları ile yörünge içi performans arasındaki tutarlılığı sağlamada zorluklar gibi sorunları çözdüğünü göstermektedir.
Uzaktan algılama kameralarının optik hizalama işlemi, bileşenlerden tüm montaj ve ayar prosedürlerini tam olarak entegre optik-mekanik sistemlere kapsayan gelişimlerinde kritik bir adımdır. Hizalama kalitesi nihai görüntüleme performansını doğrudan etkiler. Son yıllarda Çin, mükemmel hizalama sonuçları ile Orbit kameralar için metre sınıfı açıklıklar elde ederek çok sayıda özel uzaktan algılama görevini tamamladı. Kamera başına yaklaşık 90 günlük hizalama döngüleri ile geleneksel yatay optik eksen hizalama yöntemleri, düşük hacimli, özelleştirilmiş görevler için yeterli. Bununla birlikte, ticari uzaktan algılama sistemleri-"16+4+4+x" büyük ölçekli uydu takımyıldızları gibi-ana akım, geleneksel Ar-Ge modeli, uzun süreli üretim döngüleri ve düşük otomasyon da dahil olmak üzere yüksek hacimli hizalama taleplerini karşılayamayan zorluklarla karşı karşıyadır.
Gelecekteki büyük belirleyici kameralar ve parti üretimi için gereksinimleri ele almak için, dikey hizalama teknolojisi, kamera ağırlığı ve genişletilmiş konsolların neden olduğu yerçekimi deformasyonunu etkili bir şekilde azaltır.
Büyük belirleyici kameraların yüksek verimli üretimini elde etmek için, hizalama döngülerini kısaltmak, tutarlılığı sağlamak, temel hizalama zorluklarını tanımlamak ve üstesinden gelmek, süreçleri optimize etmek ve akıllı hizalama birimleri oluşturmak önemlidir.
Büyük belirleyici ayna bileşenleri için yüksek hassasiyetli montaj teknolojisi
Büyük belirleyici aynaların son derece güvenilir, hafif fiksasyonunu elde etmek için yeni bir "ayrık" destek yöntemi kullanılır. Bu, termal olarak eşleştirilmiş blokları aynanın arka veya yan destek noktalarına bağlamayı, bunları esnek destek yapılarına bağlamayı ve altı serbestlik derecesinin tümünü kısıtlamayı içerir.
Destek pedleri ve ayna arasındaki konumsal doğruluğu sağlamak için 3D koordinat tabanlı açık alanlı rijit gövde konumlandırma yöntemi kullanılır. Tasarım modelinden nominal destek ped pozisyonları koordinat sisteminde referans verilmiştir ve altı eksenli ayar cihazı pedleri tam olarak hizalayıp sabitler. Son olarak, yapıyı katılaştırmak için optik mekanik yapıştırıcı eşit olarak enjekte edilir. Şekil 2, montaj sonucunu göstermektedir.
Şekil 2: GEO-EEDE2 Kamera Aynası için Destek Ped Montajı
Yerçekimi Hatası Eliminasyon Teknolojisi
Bu teknoloji, yerçekimine bağlı deformasyonu analiz etmek için aynanın sonlu eleman modellemesini ve destek yapısını içerir. Ayna düzeneği 180 ° dikey olarak çevrilir ve yüzey parametreleri her iki yönde de ölçülür. Deneysel verileri simülasyon sonuçlarıyla karşılaştırarak, gerçek yerçekimi hataları tanımlanır ve kaldırılır. Şekil 3, hata eliminasyonundan önceki ve sonra yüzey ölçümlerini göstermektedir.
Şekil 3: Yerçekimi hata tespiti ve eliminasyon. (a) Yerçekimi hataları ile ölçülen yüzey; (b) Hata çıkarıldıktan sonra yüzey
Optik Eksen Referans Ekstraksiyon Teknolojisi
Stratejik olarak 2-3 lazer izleyicisi ve çoklu hedef bilyalı montajları konumlandırarak, kameranın etrafındaki altı referans noktasının uzamsal koordinatları aynı anda ölçülür. Bu, optik eksen referansını çıkarmak için odak düzlemi, optik eksen, görünüm ekseni ve kamera referans aynası arasında uzamsal ilişkiler kurarak dört enstrümanın konumlarını bağlar.
Şekil 4: Optik eksen referans ekstraksiyonunun şeması
Gelecekteki parti üretimi için akıllı hizalama sistemleri kritiktir. Örneğin, bir "optik yüzey akıllı algılama ünitesi" yüzey incelemesini otomatikleştirir (Şekil 5). Lens hizalamasında, optik bileşenler için optik bileşenler için optimal konumsal ayarlamaları yinelemeli kontrol yoluyla hesaplamak, manuel müdahale olmadan hassasiyet elde etmek, böylece verimlilik ve tutarlılığı artırmak için sistem sapmaları analiz edilir.
Şekil 5: Akıllı ayna yüzey algılama sisteminin şeması
Çözüm
Dikey hizalama teknolojisindeki atılımlar ve akıllı hizalama birimlerinin geliştirilmesi, özellikle düşük yörünge yoğun takımyıldızlar gibi yüksek hacimli görevler için çeşitli hizalama ihtiyaçlarını karşılayarak gelecekteki orta ve büyük açıklıklı uzaktan algılama kameraları için geçerlidir.
Ek olarak, akıllı hizalama için çekirdek algoritmalar, sistem sapmalarına dayalı optik bileşenlerin küresel olarak optimal göreceli konumsal sapmalarını hesaplamak için bilgisayar destekli tekniklerden yararlanır. Yüksek hassasiyetli altı derecelik platformlar daha sonra bileşen pozlarını ayarlayın. Bu teknoloji uzaktan algılamanın ötesinde astronomi ve havacılık gibi alanlara uzanır.
Atıf: