提高光电经纬仪跟踪快速运动目标能力的一种方法

考虑到系统稳定性，光电经纬仪跟踪伺服系统一般设计成Ⅰ型系统。Ⅰ型系统存在速度、加速度动态滞后误差。动态滞后误差的大小不但与跟踪系统有关，还与目标运动特性有关。在跟踪快速运动目标时，会因速度、加速度动态误差的增大，导致目标脱离视场，丢失目标。因此提高光电经纬仪跟踪快速运动目标的能力，一直是光电跟踪伺服系统努力的方向。本文给出了一种提高光电经纬仪跟踪快速运动目标的能力的方法：动态1 Ⅰ控制法，并利用SIMULINK建立了跟踪伺服系统动态1 Ⅰ控制法仿真模型。仿真结果表明动态1 Ⅰ控制法是一种提高光电经纬仪踊跃快速运动目标能力的有效方法。     

双轴联动进给系统多目标优化设计与研究

为提高机床的加工精度,降低零件加工误差,以双轴联动进给系统的轮廓误差和Z轴、X轴的跟踪误差为优化目标,开展双轴联动进给系统的多目标优化设计与研究。首先,在前期研究的基础上,设置优化初始条件,并利用Box-Behnken方法获得试验样本点;其次,基于所建立的双轴联动进给系统的机电耦合动力学模型开展样本点运动轨迹仿真分析,得到轮廓误差和单轴跟踪误差数据,并采用灵敏度分析法获得对设计目标影响程度较大的设计变量;然后,基于仿真得到的数据,利用含交叉项的二次多项式拟合方法构建设计目标对设计变量的响应面模型;最后,利用NSGA-II （non-dominated sorting genetic algorithm-II,非支配排序遗传算法II）对双轴联动进给系统进行优化,得到双轴联动进给系统的Pareto最优解集,按照目标优先顺序从该解集中寻得最优解。从仿真结果可知,双轴联动进给系统的轮廓误差和Z轴、X轴的跟踪误差均明显降低,降幅超过30%,优化效果明显。该方法可为多轴联动进给系统的优化提供参考。     

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。     

偏距对改进X-Y双轴式光电跟踪系统跟踪性能的影响

天顶跟踪盲区是地平式光电跟踪系统的固有缺陷。X-Y双轴式光电跟踪系统（规则X-Y双轴式）可以解决过顶跟踪问题,但跟踪范围极为有限,把视轴沿X轴方向平移偏距D,形成一种改进的X-Y双轴式光电跟踪系统,即偏X-Y双轴式光电跟踪系统。偏X-Y双轴式光电跟踪系统可以解决过顶跟踪问题,其跟踪范围与规则X-Y双轴式光电跟踪系统相比有很大提高。由D引入的跟踪误差可以忽略或修正,但具有更大的地平面跟踪盲区。     

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...     

卡尔曼滤波器在光电经纬仪中的应用

为了解决光电经纬仪电视跟踪系统脱靶量滞后对控制系统跟踪精度及稳定性的影响，将预测滤波技术应用到光电跟踪系统中，提出了极坐标下卡尔曼滤波算法，目标模型采用等速运动并附有时间相关的随机加速度，增加了延时补偿。仿真结果表明，跟踪误差减小，当跟踪目标从视场消失时，控制系统按照预测的目标信息跟踪。     

基于改进FNN-CCC的双伺服压力机同步控制策略研究

目的 改善双伺服压力机同步控制策略的动态响应性能和鲁棒性,提升双伺服压力机的单轴跟踪精度和双轴同步精度,实现成形过程的高精度位置控制。方法 建立双伺服压力机驱动系统数学模型,分析系统同步误差来源,结合模糊神经网络单轴控制算法,引入迭代学习律,设计一种改进模糊神经网络-交叉耦合（FNN-CCC）同步控制器。基于系统控制模型进行单轴阶跃响应特性与双轴正弦跟随特性仿真,搭建嵌入式双伺服压力机驱动系统试验平台,在偏载干扰条件下进行双轴同步控制试验,验证所提出理论的有效性。结果 仿真结果表明,与模糊控制算法和BP神经网络控制算法相比,该控制器单轴控制算法的超调量分别减少了11.5%和25.5%,调节时间分别减少了48.8%和34.4%,具有更好的动态响应性能。与原控制器相比,改进后的交叉耦合同步控制器最大双轴同步误差降低了65.7%,同步控制精度有所提高。试验结果表明,与传统PID-交叉耦合控制器相比,改进的FNN-CCC控制器有更好的控制性能,在热冲压合模成形阶段,单轴跟踪误差分别减小了81.8%和75.0%,双轴同步误差减小了69.2%。结论 所提出的同步控制策略在偏载干扰条件下具有较好的动...     

一种激光扫描跟踪实验装置的设计

该扫描跟踪实验装置以TMS320F240为核心,辅以外围电路,控制俯仰和方位电机,使之 协调工作,以开环和闭环相控制结合的方式完成对目标的初始引导、扫描、捕获、跟踪,获取运动目标的位置信息并完成信息的传输。实验表明,此方案的行扫描频率达到25Hz、目标捕获时间小于3s,跟踪速度达3.0°/s,且具有功耗低、体积小的特点。     

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。     

基于星体标定的光电跟踪系统测角精度评定

测角精度是光电跟踪系统中一项最重要的技术指标，通常是以校准塔和方位标为基准进行单项误差标定再综合，其过程繁锁、周期长。介绍一种基于星体标定的精度评价方法，建立了系统误差模型，分析了该方法的标定精度。以光电经纬仪为评价目标，研究了精度评定系统组成结构、试验条件、试验和数据处理方法。试验结果表明该方法具有标定过程简单、快速，标定精度高等优点，其标定误差小于3”。     

改进的EKF算法在目标跟踪中的运用

过程噪声和测量噪声影响Kalman滤波的性能,通常很难得到它们准确的值。提出观测噪声和过程噪声实时估计的自适应算法。该算法可以用在非线性和机动目标跟踪问题中,不必预先知道准确的噪声方差。重新估测观测噪声方差矩阵,可以较好地消除由观测噪声带来的误差;建立一个简单的线性Kalman滤波器对过程噪声进行实时估计,这对于机动目标来说是必要的,因为原有的过程噪声将受到加速度影响,不能包含全部的信息。实验表明,该算法保证EKF稳定性,提高了跟踪性能。模拟实验300次后,X,Y方向位置均方误差分别为7.8099,9.6838。     

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。     

对数极坐标图像匹配在目标姿态测量中的应用

本文介绍了一种基于极坐标下图像匹配的方法实现帧与帧之间旋转角度的计算,并可以得到目标轮廓保证可靠跟踪,其坐标变换部分不同于传统的对数极坐标变换,该方法并不进行对笛卡尔坐标系下图像的采样,而是完全保留目标精确的边缘信息用以进行边缘形状匹配.匹配过程分为粗匹配和精匹配两步进行,这种方法主要是利用了极坐标下目标轮廓旋转不变性来实现的.本文还提出了一种双目测量目标旋转角度系统,通过该系统可以完成对空间中的目标在任一旋转平面上的旋转角度.实验证明,该方法计算量小、简单实用、跟踪精度满足要求.     

一种弱小目标的自适应搜索方法

针对成像跟踪系统中弱小目标搜索定位的难题,提出了一种新的自适应搜索算法,即利用全局寻优的自适应遗传算法搜索目标,以目标的多特征融合信息作为最佳定位的判断准则和适应度函数。实验结果表明,该方法不仅提高了检测精度,也改善了跟踪算法的稳定性和智能策略。     

适用于快速扩展目标的跟踪算法

提出了一种算法──偏移质心算法,阐述了偏移质心算法的原理及实现过程。该算法适用于对高速运动扩展目标的跟踪,已成功地用于ＯＦＤ－６３０电视跟踪器,并通过了连云港动态打靶试验。由于这种算法快速简捷、方便易行,且能实时稳定的对目标进行跟踪,在图象跟踪系统中不失为一种简单实用的跟踪算法。     

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。     

高帧频电视跟踪算法的研究

在对高速运动目标进行高精度的跟踪测量时 ,常采用高帧频电视跟踪系统。针对高帧频电视象元分辨率低、处理时间短、信噪比低的特点 ,对其定位跟踪算法进行了研究。     

复杂背景下多目标提取的高灵敏度方法

对电视经纬仪拍摄到的飞行小目标图像进行了归一化高斯模板相关。传统的模板相关方法不能将真假目标集合充分分离,导致真目标的漏检或引入虚假目标。基于模板相关的高斯函数拟合方法(Gaussian Function Fitting Method, GFFM),对模板相关所得到的目标集(含有真目标和假目标)中的每一个元素进行高斯函数拟合,并引入了一个更为灵敏的检验量—高斯函数拟合误差,可以将真假目标集合明显区分开,减小阈值确定的难度。实验表明:当相关系数阈值rth=0.8时,传统模板相关方法漏检率20%,虚警率40%;而GFFM方法则检出了所有真目标,且无虚假目标。     

纯角度跟踪的球面坐标降维算法

从解决目标跟踪中的非线性问题入手,分析了不同的解决方法,并结合地面红外搜索跟踪（IRST）系统单独使用时的实际特点,提出了球面坐标降维模型,给出了相应的目标纯角度跟踪算法。目标状态方程和量测方程得到了简化。最后进行了目标跟踪的仿真试验,结果表明这种纯角度跟踪算法具有很好的性能。