基于滤波器的低慢小伺服跟踪转台研究

雷达和红外无人机目标探测与识别技术是无人机探测预警系统的重要组成部分,它需要高性能的精密伺服转台以满足光电系统稳定成像和精确跟踪。为此,本文基于某外贸型便携式反无人机平台的系统功能和指标要求,设计了伺服跟踪转台。然后,针对转台跟踪机动目标时通讯链路延迟较大的缺点对转台控制系统展开研究,采用自适应α-β滤波器对跟踪目标角度和速度进行预测估计,并将该预测值加入PID反馈通道组成滤波器+PID的复合控制。最后,通过模拟航路和典型航路下的大疆无人机对反无人机系统开展实物测试,并与普通的PID控制器跟踪效果进行对比,实测数据表明采用自适应α-β滤波器+PID复合控制的伺服跟踪转台可有效提高光电跟踪品质,满足系统跟踪要求。     

基于GPS基准点的航空吊舱垂直下视目标定位方法研究

传统的无人机目标定位技术要求在外场对惯导基准,减振器基座和光电平台坐标系之间进行复杂的标校,利用空间坐标系转换理论对地面目标进行定位。但由于各坐标系之间标校的偏差和飞机经纬度的误差,使得定位结果精度较低。航空吊舱采用惯导系统和光电转台固联的安装方式,可以彻底消除减振器带来的误差。光电转台在垂直下视状态下,利用飞机海拔高度和激光测距值就可以算出目标点海拔高度。同时利用目标点和GPS基准点之间的像素关系并结合基准点地理经纬度可以准确计算出目标点的GPS坐标。通过仿真实验可以看出航空吊舱在垂直下视模式下,基于GPS基准点进行地面目标定位的方法可以得到较高的精度。相比空间坐标变换的定位方法节省了复杂的系统标校过程,简化了算法公式,不仅提高了定位精度,还增加了解算的实时性。     

无人机图像侦察目标定位方法及精度分析

为了提高无人机目标定位的速度和精度,提出了一种可靠的基于无人机图像侦察的目标定位算法:首先利用无人机光电系统获得实时侦察目标的图像信息,然后把目标在图像上坐标和无人机自身飞行参数相结合,通过坐标变换和几何求解等过程,构建出目标定位方程,计算出目标的大地坐标。在考虑整个定位过程中存在实际误差的情况下,根据无人机飞行时记录的数据,利用蒙特卡罗模拟法进行仿真实验。实验结果表明,此目标定位算法能快速准确地定位目标,定位精度达到了12.683195 m,说明该算法良好的实时性、精确性、可靠性和可行性。     

无人机光电侦察、监视技术研究

无人机是获取战场情报、进行监视和侦察活动的最佳平台,已成为未来战争中的重要武器,而其情报、监视和侦察能力的提升更依赖于无人机光电系统技术的发展.从无人机的侦察、监视任务出发,详细介绍了无人机上的各种光电侦察,监视设备,并分析了各种光电设备的优缺点和应用现状;系统研究了无人机光电系统的侦察、监视技术,并对无人机光电系统的搜索、跟踪等关键技术进行了详细研究;最后对无人机光电系统的发展趋势加以预测和展望.     

光电精确导引在无人机自动回收中的应用

无人机自动回收技术一直是无人机研制的关键技术之一,也是我国无人机发展中亟待解决的问题.首先介绍了国内外几种典型的自动回收导引技术,对比分析了它们各自的优缺点,然后,结合某型无人机的特点及具体要求,介绍了光电精确导引回收系统的原理、组成、工作流程等,最后对光电导引回收过程中的目标定位精度进行了仿真分析.结果表明,随着无人机到回收网距离的逐渐减小,定位精度不断提高,定位误差可以满足无人机撞网回收的要求.     

一种基于多点观测的无人机目标定位方法

随着无人机技术发展,无人机应用越来越广泛,目前已被应用于侦察监视、抢险救灾和目标打击等领域。对地目标精确定位是军用无人机重要功能之一,提出了一种基于多点观测的无人机对地目标定位方法。该方法定位精度高、适用范围广,不需要搭载光电侦察平台,无需进行激光测距,有效地保证了无人机自身安全,也降低了测量设备的成本,丰富了无人机目标定位理论方法。     

基于多点约束的微小型无人机自主定位技术

在复杂环境下,卫星导航信号容易受到干扰,导致无人机卫星定位失效。提出了一种基于多点约束的微小型无人机自主定位技术,通过机载光电测量平台对多个地面目标点进行观测,根据地面目标点、像点和摄像机光心三点共线的几何关系建立无人机自主定位数学模型,并结合最小二乘估计求解无人机自身空间位置。通过实验验证该方法的可行性与鲁棒性,实验结果表明该方法能够在误差允许的范围内获取无人机位置信息,可一定程度上丰富无人机自主定位理论。     

一种有效的无人机反制系统

针对小型无人机监管难度大、安全系数低、缺乏规范等问题,设计了一种全自动、全天时的新型无人机反制系统。为了提高机动性,该系统以六旋翼无人机为平台。无人机配有探测雷达、光电识别系统、抗干扰阵列天线和电磁干扰系统。探测雷达能够探测跟踪目标无人机,光电识别系统能够判断无人机的合法性,抗干扰阵列天线确保无人机免受杂波干扰,电磁干扰系统能够有效压制目标无人机,迫使其失控返航。结果显示该系统能够有效反制目标无人机,且改进了管理员的系统操纵性。     

基于图像的输电线杆塔定位技术

介绍了无人机电力巡检的应用背景,结合国内外的发展现状,提出一种新的无源定位技术——基于图像的输电线杆塔定位技术。给出了基于图像的定位算法,同时分析了误差来源。具有高精确度定位定向系统(POS)的航摄相机能够绘制大比例尺的地形图,绘制地形图的过程实际上是目标定位的过程。将配备有高精确度POS和高清摄像机的载机光电转塔用于无人机输电线路巡检,完成对目标杆塔的实时定位,定位精确度达到5 m。     

光电探测设备的使用现状和发展

无人机的任务主要依靠光电系统、雷达等任务载荷完成,当前各国对无人机的迫切需求极大地促进了无人机技术、尤其是机载光电系统技术的提高.第一部分主要介绍美国、英国一法国和以色列等无人机技术先进国家的部分无人机机载光电系统的装备情况,阐述了光电探测设备的重要性.第二部分介绍了一些正在研发的光电探测设备及相关新技术的情况及其应用,第三部分展望了未来无人机机载光电系统技术的发展方向,并指出这是由某些特定需求所引导的.     

基于坐标变换的视轴稳瞄算法

介绍了车载稳瞄系统的结构组成与工作原理,对如何消除惯性导航设备和转台之间的安装误差进行了分析,针对两轴伺服转台提出了基于坐标正变换和逆变换的2种视轴稳瞄算法,并给出了对应的控制方案,通过实际系统的成功应用验证了算法的准确性.     

空对地精确攻击瞄准光电转塔系统设计

某些现役轰炸机均未配备能够实现全天候精确轰炸的光电瞄准系统,其轰瞄设备为纯光学目视老设备,夜间及复杂气象条件下无法观测目标,不能完成精确轰炸。为实现空对地的全天候精确攻击瞄准,本文根据国内光电转塔技术研究现状,设计了集热像仪、可见光摄像机和激光测距机于一体,通过对作用距离和稳定精度的计算和仿真,确立了光学接口板、稳定平台及控制电子箱等分系统的设计方案,并对稳定精度进行了仿真测试及校验。结果表明,本文设计的光电转塔系统可以实现空对地全天候的精确攻击瞄准,能够满足夜间及复杂气象条件下观测目标的要求,可以在现役机型上得到实际应用。     

基于接触动力学的座圈动态响应仿真分析

座圈是履带车辆上的一个关键件,根据接触动力学理论,对座圈子系统的动态响应进行了分析研究。首先结合有限元和多体动力学分析技术,创建面向柔性下座圈的整车刚柔混合模型。考虑座圈子系统中座圈与滚珠的动态接触关系,采用边界盒法搜索上座圈—滚珠—下座圈之间的接触状态,由Hertz接触理论建立非线性弹簧阻尼模型计算接触力。然后以典型工况下座圈动态响应分析为例,对整车样机进行接触动力学仿真分析,获得了柔性下座圈的应力分布及变化情况。     

九谱段离轴长线阵相机视轴建模分析

常规的视轴测试采用单台经纬仪读取俯仰绝对数值的定位方式,探测器的线阵、视轴平行于整星坐标系+Y、+Z方向。区别于常规测试,离轴相机视轴不再遵循探测器视轴与基准镜平行的原则,并且整星坐标、立方镜坐标及视轴线阵三者是空间分离的,因此提出了一种新的测试方法,实验前需要将视轴调整到相机坐标系理论位置,并且四色与五色线阵平行。借助于钻模支架,利用经纬仪分别将相机视轴和整星坐标引出到相机立方镜a和钻模立方镜b,通过立方镜坐标系的方向余弦矩阵,将相机视轴引出到整星坐标。对视轴精度以及九谱段线阵多维定位进行分析,给出实验采集的图像。结果表明,视轴矩阵满足要求,定位引出方法合理可行。     

改进的蚁群算法在无人机航路规划中的应用

蚁群算法是一种新的源于生物界的仿生随机优化方法。简单介绍了无人机航路规划的基本步骤。针对基本蚁群算法的4个不足,提出了新的改进算法。在算法中设定具体目标和可能经过的威胁点,在信息激素中除了有距离信息还需要增加威胁度信息,并将威胁度设为权重较高的参数指标,在航路规划仿真开始阶段,同时发送多个探路人工蚁。信息激素中的信息是随时更新的,以便于适应战场动态变化。利用MATLAB仿真运算验证了改进算法的有效性。     

MD投影机中的光学元器件（一）——稍振片与波片

LCD微显示投影机中的偏振片及波片是重要的光学元件,所以偏振片及波片的理论与应用对投影机光学引擎的设计人员、加工装配人员、维修人员都是十分重要的。文章介绍了偏振片和波片的光学原理、光学特性及应用。     

论基于HFC网络结构的演变

随着业务需求的增长,要求网络带宽越来越宽。有线电视HFC网络正在急速演变,其同轴电缆部分将逐步缩短,使其有利于语音、数据和视频信息的综合传输。交互电视、VOD、IP应用正在被人们看好,为实现用户的高比特率双向传送,HFC网络必须改造成光纤到大楼、光纤到家庭的结构。     

光学系统基于质心的色差矫正

在成像光学系统的设计过程中必须对其垂轴色差进行校正.在一束特定成像光束所形成的弥散斑上,作色差计算的光斑中心不是主光线与像面的交点,而应该是弥散斑中所有光线交点的"重心"所在,也就是所谓的质心,它是由被追迹的光线的分布和数量决定的.本文介绍了如何基于质心计算垂轴色差,提供了在ZEMAX中编写的计算参考波长质心坐标的宏程序,有助于设计结果与实际情况的进一步吻合.     

光纤干涉系统光学湍流测量原理及其偏振噪声问题的分析

光纤干涉仪具有测量精度高、探测灵敏度大等优点,可用于直接测量大气湍流折射率起伏.首先简要介绍了光纤Mach-Zehnder干涉仪的光学湍流测量原理,描述了低双折射单模光纤中光束偏振态变化诱导的偏振信号衰落现象,并通过偏振态的邦加球分析和详细的公式推导,得出了干涉仪可见度和相移噪声的关系式.结果表明:控制输入光偏振态与干涉仪本征向量之间的夹角在零度左右,可有效地抑制偏振噪声,最后给出了偏振控制器实现偏振控制的原理,为构建稳定的光学湍流测量光纤干涉系统提供了科学依据.