实时变焦跟踪控制系统的研究

为拓展光电捕获跟踪瞄准(ATP)系统的跟踪范围和应用范围,运用光学原理和智能控制理论,对实时变焦跟踪控制系统进行研究和设计。它根据跟踪目标的远近、大小和形状等因素实时改变跟踪电视镜头的焦距,从而改变跟踪视场,捕获各种复杂目标。并运用专家控制理论设计鲁棒PID控制器,使控制器能容忍系统参数变化。仿真和实验结果表明,跟踪系统不仅能灵活快速地捕获跟踪各种复杂的目标,且动态性能和稳态性能均达到系统的要求,成功完成实时连续变焦与控制功能。     

无线光通信系统捕获、瞄准和跟踪研究进展

无线光通信是指以光波作为载体在自由空间中传递信息的技术,具有带宽高、成本低和安全性高等优点。捕获、瞄准和跟踪(acquisition, pointing and tracking, APT)系统是建立无线光通信系统的前提,简单、可靠、动态性能好的APT系统可以克服由机械平台震动及外界环境变化对无线光通信系统的影响。因此,需要对APT系统进行较为深入的理论和实验研究,从而设计出一种适合无线光通信的捕获、瞄准和跟踪方法。本文分析了国内外在捕获、瞄准、跟踪方面的研究成果,同时介绍了西安理工大学在自动瞄准方面所做的工作,主要包括初始捕获系统、非共视轴控制系统、光束检测系统等方面的进展,以及1.3 km、5.2 km、10.2 km、100 km距离链路的外场实验,验证了APT系统的有效性。最后展望了无线光通信中APT的发展。     

光电快速跟踪系统计算机控制策略

为了进一步提高光电快速跟踪系统的性能,需要根据系统控制精度的指标对被控对象提出要求,以指导机械加工,即作为被控对象的电机和反射镜的传递函数的结构已知但参数未知.针对此光电快速跟踪系统的水平方向高精度快速跟踪测量,本文建立了系统模型,提出了触发引导,目标的快速捕获,复合控制三个控制步骤和策略,通过二分法整定了系统参数并确...     

光电跟踪误差校准技术的研究

研制光电跟踪仪校准系统,利用激光跟踪仪跟踪光电跟踪仪并采集测量数据,剔除其中存在的粗大误差得到有效数据,采用球面拟合最小二乘法确定光电跟踪的中心。建立合理的坐标转换模型,实现激光跟踪仪的中心向光电跟踪仪的中心坐标转换,并将二者的测量数据进行对比得到校准结果。利用VB和MATLAB软件结合的方法对数据进行分析与处理,提升运算效率。举例给出光电跟踪仪校准系统的测试结果,并对其不确定度进行分析,证明了此校准系统的可靠性,为跟踪及瞄准系统的参数校准提供了参考。     

直流电动机在高精度光电跟踪系统中的应用

高精度光电跟踪系统用以完成对模拟动态目标的准确跟踪 ,要求跟踪元件响应快、动态性能好、精度高 ,因此跟踪元件的性能直接影响系统的跟踪特性和精度。直流力矩电机的优点是调速性能好 ,启动转矩大。正是这一特点 ,在高精度光电跟踪系统中尝试使用直流力矩电机控制反射镜跟踪目标。高精度光电跟踪系统要求在一个较大的视场内实现对静态目标和动态目标的高精度快速跟踪。     

高精度动态光电显微镜

本文介绍我们研制的高精度动态光电显微镜的工作原理、实验结果、技术性能及其特点。它采用了一种新的对准刻线的光电瞄准方法,瞄准刻线的单次对准精度为2σ≤±0.02μm。刻线移动(工作台运动)的速度可达5mm/s。     

卫星光通信的信标光扫描方案研究

捕获,跟踪和瞄准,是卫星光通信的核心技术之一、单一信标光矩形扫描和螺旋矩形扫描手段存在时间过长和捕获概率低的问题。解决问题的新方案是多台激光器组合系统并机工作,在空间形成激光光束阵列,利用激光光斑阵列扫描来快速,准确的实现卫星光通信空间光束的捕获、跟踪及瞄准。节省时间,获得更高的捕获概率。     

空间光通信中的精密跟踪瞄准技术

描述了空间光通信中的捕获、跟踪与瞄准 ( ATP)系统的概念、作用。详细介绍了它的组成和工作原理。简要叙述了实现这样一个 ATP系统所需要解决的主要技术问题和难点。     

高精度带钢成品检测系统

本文介绍了自行研制的高精度带钢成品检测系统。该系统是一套自动连续测量高精度带风厚度、宽度及重卷自动地中的成品检测系统,并附有超标声光报警,自动打印记录和现场有密码情况下设置偏差值、修正量等功能;其测厚采用可编程控制器控制线性电压差动变压器式传感器自动跟踪修正测量,其测宽采用ＣＣＤ光电检测电子快门数字倍频计算机控制测量,其机组采用全数字系统控制带钢张力、传动方向及重卷自动对中,从而保证了系统高精度检     

实时动态场景生成

利用三维建模软件对目标和光电跟踪测量系统等实物建立三维模型,把捕获系统实时获取的目标状态信息和光电跟踪测量系统运行信息通过网络实时传送给场景生成计算机,场景生成计算机利用这些数据信息驱动三维模型,从而实时模拟目标与光电跟踪测量系统的运行状态。该系统可为指挥控制人员的决策提供更直观、简便的帮助。     

光电对抗应用技术分析

深入分析了光电对抗技术中的关键问题——目标的发现与定位、目标的高精度平稳跟踪 ,并给出了光电对抗仪器的作用距离方程。     

自适应多目标图像跟踪处理系统研究

针对空间多目标跟踪测量,介绍一种应用于武器试验的多目标图像跟踪处理系统。通过分析多目标自适应数字"波门"识别技术的综合预测算法,建立多"波门"系统捕获和跟踪方案,实现对多目标的选择跟踪。同步过程采用高精度数字锁相,增加测量精度。该系统在多目标跟踪测量中具有较广的应用前景。     

2m比长仪纳米级高精度刻线自动瞄准系统

阐述了2m比长仪刻线瞄准系统的组成,对其光电显微刻线成像的原理及刻线图像信号进行了分析,根据其刻线信号的特点,研究了其高精度的刻线信号自动处理系统,该系统基于FPGA现场可编程电路技术,实现刻线信号的自动门控触发、自动滤除虚假刻线信号,配合计算机信号自动处理软件可以实现刻线测量的高精度自动瞄准.最后对2m比长仪的瞄准精度进行了测试实验,实验结果表明,测量金属标准线纹尺时,2m比长仪单次测量刻线瞄准精度优于10nm(1σ).     

车载光电跟踪设备高精度控制方法及仿真

介绍了保证车载光电跟踪设备高精度工作的一种数学方法,在光电跟踪设备基座上安放双轴倾角传感器,实时检测基座的水平度,通过传感器显示的数值,把基座的水平度变化量解算到光电跟踪设备的水平轴和垂直轴上去。构建所需的数学模型,分析工作原理,求出了光电跟踪设备水平轴和垂直轴所需转动角度的公式。建立CAD模型,并结合有虚拟样机技术对模型进行仿真分析。有限元分析表明：这种数学方法可以保证车载光电跟踪设备的工作精度。     

光源调制型单管动态光电显微镜

本文介绍了作者研制的一种体积小、重量轻、结构简单而精度又较高的新型单管动态光电显微镜。该新型光电显微镜采用了半导体激光器调制光照明和相关检测等低噪声测量技术处理信号,瞄准精度提高了近一倍,并采用了PIN—FET混合集成光电接收器作光电转换器件,大大减小了仪器体积。     

动态可逆光电显微镜瞄准技术

以往介绍的动态光电显微镜瞄准技术，通常是指刻线单向运动时和固定狭缝的重复瞄准方法。而本介绍的是指刻线在双向运动中可逆的重复瞄准技术。章对这种高精度的线纹瞄准装置结构，电路特点及瞄准准确度作了介绍。该装置在实际应用中，获得动态可逆瞄准准确度为0.07μm。     

非接触步距规校准装置的研制

利用激光干涉仪、光电瞄准系统、二级复合定位系统相结合,研制了非接触步距规校准装置,实现了高精度非接触步距规。本文介绍了该仪器的构成、原理、特点,并进行了装置的不确定度分析,经分析1 m步距规的测量不确定度可以达到0.5μm(k=2)。     

机载光电跟踪平台伺服系统自抗扰控制

摩擦非线性造成机载光电跟踪平台伺服系统低速不平稳性,增加了系统的稳态误差.常规PID控制难以满足光电跟踪平台高精度伺服系统的性能要求.采用一种新的二阶离散系统最速控制函数设计自抗扰控制器,将它作为机载光电跟踪平台伺服系统的位置环控制器.实验结果表明,当系统跟踪幅值为0.5°、频率为0.159 Hz的正弦输入信号时,在0...     

电视摄像机主要参数测试系统设计与实施

在监控和军事等领域应用中,对电视摄像机的主要光电参数的准确标定是非常重要的。本文介绍了一种基于视频信号处理的电视摄像机主要光电参数综合检测装置的设计和实施方案。采用特定的测试目标对摄像机成像,视频图像被高精度数字图像采集卡捕获并将数据传送给计算机,再通过数字图像处理软件自动计算,可实现CCD响应度、灵敏度、信噪比、动态范围和电视分辨力、畸变、对比度等参数的准确测试。     

三轴光电跟踪系统的实时引导

三轴光电跟踪系统是地平式和X-Y式光电跟踪系统的有机组合,可以全方位跟踪空间运动目标,跟踪系统测量值与空间位置的多对一特性决定了跟踪策略的多样性和系统引导的复杂性,跟踪过程中对系统进行实时引导可以提高系统的跟踪精度及其可靠性。各种跟踪策略下三轴光电跟踪系统的引导过程包括:地平式的引导、X-Y式的引导、具视轴偏角的地平式引导、三轴光电跟踪系统的引导等。通过理论分析,给出了各种情况下的引导方法。