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在光学系统中，由于环境温度变化、重力引起器件的变形、工作环境的振动、激光器输出光束的漂移和不同光学平台间的相对运动等因素的影响，造成光束未能到达指定位置。在复杂光学系统中，可能含有多个光学平台，每个平台中包含大量的光学元器件，在光路的调整和漂移的校正上，手动调整会消耗大量人力和时间，且精度较低。因此，光轴光瞳自动对准技术为克服以上困难而被提出，目前光路自动对准系统已经是大型激光系统不可或缺的组成部分。实际应用中常遇到光束形状复杂，成像质量较差且存在动态干扰的情形，则目前的光路自动对准系统在使用上面临困难。本文在前人研究的基础上，将图像处理领域中的图像运动检测引入光瞳偏移的测量，设计了一套光轴光瞳自动对准装置。本文的主要内容如下：首先，全面调研了目前激光技术应用领域光路自动对准的相关技术，介绍了不同光学系统上自动对准装置的工作原理，调整精度，使用范围等相关信息。接着概述了光路自动对准系统的基本原理和系统组成，并对其探测和校正单元进行了详细的探讨。然后在前人研究方案的基础上，针对实际中遇到的研究对象，提出本文的研究问题。其次，对本文提出的光轴光瞳自动对准方案中用到的图像处理领域的相关内容进行了介绍，包括图像预处理、图像傅里叶变换，重点介绍了光瞳平移量测量要用到的目标运动检测的图像处理算法。根据实际对测量精度和稳定性等方面的要求，使用实际采集到的光瞳图像对几种运动检测算法进行了仿真测试，对相位相关算法进行了详细的分析和测试。通过比较算法的性能，选择了相位相关算法用于光瞳平移量的测量。最后，搭建实验平台对本文提出的光瞳光轴自动对准方案进行验证。内容包括实验平台中光路的搭建，采集和校正单元的硬件信息和程序设计，实验过程和结果的误差分析。通过实验得到本文的设计方案是可行的，实验系统的光轴校正精度优于5″，光瞳校正精度优于50μm，校正速度在4Hz左右。准直精度未达到理论设计值，分析原因为器件精度限制。目前工作还有待继续深入，尤其在测量算法的运算速度和校正控制参数的设定方面还需要在理论和实验上进行改进。