激光方向矢量的计算方法及测量装置

1.一种激光方向矢量的计算方法，其特征在于，适用于多束激光，所述多束激光经多个超透镜构成的超透镜阵列进行汇聚后传输到探测器，在所述探测器的感光面上形成光斑阵列，所述计算方法包括：获取光斑阵列灰度图，所述光斑阵列灰度图是由所述探测器对所述光斑阵列进行采集后得到的；对所述光斑阵列灰度图进行分析，采用质心法得到所述光斑阵列中各光斑的质心坐标；根据所述光斑阵列中各光斑的质心坐标及光斑识别路径，识别出各束激光的光斑质心坐标组；根据各束激光的光斑质心坐标组分别计算各束激光的方向矢量。 2.根据权利要求1所述的计算方法，其特征在于，所述多束激光为m束激光，所述超透镜阵列包括N1×N2个超透镜，在成像不混叠的情况下，每一束激光在所述探测器的感光面上形成N1×N2个光斑，m束激光共形成m×N1×N2个光斑；所述根据所述光斑阵列中各光斑的质心坐标及光斑识别路径，识别出各束激光的光斑质心坐标组，包括：以m束激光中的每一束激光依次作为目标激光，按照下述步骤识别出各目标激光的光斑质心坐标组：在待识别的光斑质心坐标中找到距离所述探测器感光面左上角最近的光斑质心坐标，作为目标激光的第一光斑质心坐标；沿着光斑识别路径依次找到所述目标激光的第二光斑质心预计位置、第三光斑质心预计位置、……、第（N1×N2-1）光斑质心预计位置以及第N1×N2光斑质心预计位置，且每次找到一个光斑质心预计位置之后，找到距离当前找到的光斑质心预计位置最近的光斑质心坐标，依次作为所述目标激光的第二光斑质心坐标、第三光斑质心坐标、……、第（N1×N2-1）光斑质心坐标以及第N1×N2光斑质心坐标，其中所述光斑识别路径用于遍历每一束激光形成的N1×N2个光斑的质心坐标。 3.根据权利要求1所述的计算方法，其特征在于，其中对于任意一束激光，计算该束激光的方向矢量，包括：根据该束激光的光斑质心坐标组中各质心坐标，再结合与所述光斑质心坐标组中各质心坐标相匹配的多个超透镜的中心坐标，计算出多个独立的方向矢量；根据所述多个独立的方向矢量计算平均值，得到该束激光最终的方向矢量。 4.根据权利要求3所述的计算方法，其特征在于，在成像不混叠的情况下，各束激光的光斑质心坐标组中各质心坐标和所述超透镜阵列中各超透镜的中心坐标按照空间位置进行一对一匹配。 5.一种激光方向矢量的测量装置，其特征在于，所述测量装置包括：通光光阑，用于允许入射区域的多束激光通过；超透镜阵列，设置于所述通光光阑下方，所述超透镜阵列包括排布在玻璃基板上的多个超透镜，每个所述超透镜用于对通过所述通光光阑的多束激光进行独立的汇聚；探测器，设置于所述超透镜阵列下方，经过所述超透镜阵列进行汇聚后的激光进一步传输到所述探测器，在所述探测器的感光面上形成光斑阵列，所述探测器用于对所述光斑阵列进行采集，得到一光斑阵列灰度图；数据处理装置，用于实现如权利要求1至4中任一项所述的激光方向矢量的计算方法。 6.根据权利要求5所述的测量装置，其特征在于，各所述超透镜的形状选择方形、圆形、三角形和任意多边形的任意一种，且排布方式选择网格排布。 7.根据权利要求5所述的测量装置，其特征在于，各所述超透镜选择球面相位、二次相位和锥形相位的任意一种。 8.根据权利要求5所述的测量装置，其特征在于，各所述超透镜的纳米结构选择圆柱形、方形和鱼鳍形中的任意一种。 9.根据权利要求5所述的测量装置，其特征在于，所述数据处理装置包括：至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述至少一个处理器执行所述指令时实现如权利要求1至4中任一项所述的激光方向矢量的计算方法。 10.根据权利要求5所述的测量装置，其特征在于，所述测量装置还包括：机械外壳，用于提供所述通光光阑、超透镜阵列、探测器及数据处理装置的安装空间。