精密光电跟踪转台框架的静动态特性分析

针对某型精密光电跟踪系统的工作特点,设计了光电跟踪转台的机械结构,在建立其三维模型的基础上,利用有限元分析软件ANSYS对主要承受载荷的转台框架结构进行了静态特性和动态特性分析.静力分析结果表明,该转台框架满足强度和刚度的要求,能保证转台的精度;同时,其模态分析表明,该转台具有很好的动态特性,不会发生共振.分析结果验证了光电跟踪转台机械结构设计的合理性,也为光电跟踪转台的优化设计提供了重要依据.     

光电成像导引头抗干扰性能评估方法

提出了一种新的光电(红外/电视)成像导引头抗干扰性能评估方法,该半实物仿真系统采用光电跟踪仪模拟导引头的探测器,导引头图像处理单元由DSP系统硬件实现。在线实时评估方式模拟了导引头的实际工作过程,离线事后评估可以改进导引头的图像处理算法。作为一个通用评估平台,此方案可以评价不同导引头的抗干扰性能。     

某导弹目标模拟转台的单片机实现

本文针对某导弹导引头跟踪特性测试中的目标模拟转台，介绍了以８０３１单片机为核心的目标模拟转台控制系统的构成及其基本原理，介绍了转台调零、转速调整的基本思路，给出了程序流程图。实践表明，该系统具有较好的稳定性，精度满足了设计要求。     

导引头性能检测装置设计

为实现在室内对多款导引头的目标识别、跟踪、光轴一致性、激光回波接收性能的检测,提出多目标识别方法、基于相对运动的跟踪方法和多光谱光轴一致性的检测方法,并设计一套由目标模拟器和两轴运动转台组成的检测装置。目标模拟器采用反射望远系统,可以提供不同灰度值的可见光目标、不同能级的红外目标以检测导引头的目标识别性能;转台带动导引头运动,检测导引头的跟踪性能;目标模拟器的准直系统提供光轴基准,检测导引头的多光谱光轴一致性;目标模拟器发出不同能级和角度的模拟回波激光,来检测激光回波接收性能。实际检测结果表明,可以实现对3～5个目标的识别,跟踪精度优于0.001 rad,光轴一致性检测精度达到15″,可接收视场角±1°,能级1 nW～10μW的激光回波信号。满足在室内对导引头性能检测的要求。     

风标式激光导引头光电建模与仿真

针对激光半主动式制导炸弹导引信号形成过程的数学建模,通过对风标式激光导引头光学物理结构分析,本文研究了激光导引头制导信号产生的机理,提出光电建模与几何分析相结合的技术途径,综合应用四象限探测器光电建模和弹目空间与速度空间几何角度转换的方法,建立了速度追踪导引机制下完整的导引头数学模型;基于模型进行了激光半主动式制导炸弹导引回路数学仿真和半实物仿真实验.实验结果表明,在排除盲区、失调角影响因素外,数学仿真中应用导引头数学模型解算的导引信号与半实物仿真中激光导引头的实际输出信号一致,导引头数学模型是有效的,解决了激光导引头仿真中由定性研究转为定量研究问题.     

机载光电跟踪系统连续帧图像快速识别定位

针对机载光电跟踪系统连续帧图像快速识别、准确定位的要求,本文在深入分析连续图像序列特性和机载光电跟踪系统特点的基础上,结合精密转台的运动变化信息,提出了基于转角信息的连续帧图像处理算法.该方法根据精密转台的转角变化信息,采用连续的图像序列进行多帧间差值运算以获得目标残差图,残差图之间相乘.除去大部分随机噪声点,结合中值滤波和自适应渡门跟踪算法,大大的减小了运算量,实现了运动目标的快速跟踪定位.通过对目标实测图像序列的试验,结果表明,该算法具有快速、稳定等优点,能满足机载光电跟踪系统实时图像跟踪的要求.     

基于双DSP的导引头数字控制系统设计

分析了导引头伺服系统的结构及其预置、稳定、搜索和跟踪等回路的功能.设计了基于双DSP结构的导引头伺服系统控制器,以实现导引头的通信、扰动隔离以及目标跟踪等功能,介绍了其硬件与软件实现方法.分析了导引头伺服系统的扰动隔离与目标跟踪原理,并以方位轴稳定回路为例,提出了基于dSPACE半实物仿真系统的数字控制器设计方法.扰动隔离仿真与目标跟踪试验结果表明:所设计的导引头数字控制系统具有较高精度,基本满足导引头的扰动隔离与目标跟踪功能.     

激光雷达单目视觉目标点跟踪系统设计（英文）

应用激光雷达对空间中的某点进行定位,需要设计目标点跟踪系统,来捕获目标点的位姿角度信息,并反馈给转台进而控制转台调节激光方位以指向目标点.为完成对目标跟踪系统的设计,编写了相机获取目标点图像坐标程序,得到目标点角度信息程序以及对转台的反馈控制程序.最终,搭建了目标跟踪系统,进行激光雷达空间定位相关实验.实验结果表明:对于目标跟踪系统,针对于初始光点与目标点处于同一竖直目标成像面的情况,在测距范围为1~15 m的情况下,其水平定位误差不超过6.6 mm,垂直定位误差不超过7.8 mm,且垂直定位误差总是高于水平定位误差.该系统应用于激光雷达对空间中某点的定位,基本满足定位精度的要求.     

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...     

光电稳定跟踪平台跟踪控制回路性能测试系统

针对光电稳定跟踪平台跟踪性能测试困难的问题,依据光电产品跟踪系统的特点,设计一套光电平台跟踪控制回路性能测试系统。该系统中将运动物体放置在平行光管或者凹面反射镜的焦面处,通过控制物体的运动规律模拟无穷远处运动目标,实现在实验室内对跟踪角速度、跟踪角加速度等指标的测试。实验表明该系统结构简单,测试准确、方便,测试效率高。     

基于鲁棒H~∞滤波的光电跟踪机动目标状态预测估计

针对光电跟踪系统中目标机动的特点和电视图像跟踪器信号处理、传输造成的测量时滞以及目标信号测量中存在的不确定干扰和噪声,选取机动目标"当前"统计模型对加速度进行建模,在所建立的光电跟踪目标加速度非零均值相关模型的基础上,采用鲁棒H∞滤波算法对光电成像识别目标运动状态进行预测估计.其预测精度比Kalman滤波提高近1倍.实验结果表明,该方法能有效地克服目标模型变化及随机噪声和干扰不确定性的影响,具有较高的预测精度和良好的鲁棒性.     

三轴直角结构光电导引平台的捷联控制

结合三轴直角框架结构的光电导引系统消除视线扰动的问题,给出了弹体扰动角速率和框架电机角速率转换到视线坐标系的转换公式,同时采用三轴直接补偿方式消除弹体扰动的影响,构成内回路角速率稳定控制器.进而导出了基于非线性逆动力学和PID控制器组合的外回路角速率跟踪控制器,使得光电导引系统在消除扰动的同时跟踪输入指令角速率信号.最后采用Matlab对稳定回路和跟踪回路进行了仿真,仿真结果表明,系统角速率稳定的解耦精度为1%,角速率跟踪的响应调节时间小于0.1s.     

吊仓双视场CCD电视跟踪测量系统研究

为减少或避开地球表面稠密大气层对可见光、红外辐射背景以及减少地面杂电波的严重干扰，从空中直接摄取与精密跟踪测量动态目标的光辐射及电波特性具有十分重要意义。国外机载，弹工及星载等先进测量手段皆采取了避开大气层的测量模式，本文设计了一种适用于飞机吊仓使用的ＴＶ跟踪测量系统，特别是从地面上直接遥控空中机载ＴＶ测量设备，采用双镜头双视场共用一个ＣＣＤ接收器件进行二档大变双视场自动变焦技术以便能获取高清晰度     

旋转弹转速测量系统设计

针对常规旋转弹转速测量中传统的微机电系统(MEMS)陀螺仪在量程和精度上不能同时满足测试要求的问题,提出了一种新的转速测量方法,通过增加一个无刷直流伺服电机控制的稳定平台来隔离弹体的高速旋转;介绍了系统测量原理与结构组成,并完成了系统的软硬件设计;通过高精度飞行仿真转台对弹体转速测量系统进行了有效性验证,试验结果表明,该测量系统可以准确地测量弹体的转速,其误差在1°/s左右,实现了通过高精度小量程陀螺仪测量高转速的目的。     

捷联成像寻的器视线重构

分析和比较了捷联成像寻的器提取视线角及视线转率的实现途径,通过充分利用寻的器和惯导系统提供的角速率信息,推导了惯性视线角的一阶动态方程,并结合Unscented卡尔曼滤波（UKF）理论给出了视线重构滤波器设计方法。与传统的视线和视线转率滤波方法相比,本丈所给出的方法无需应用成像寻的器无法观测的弹目距离和接近速度信息,也无需对未知目标机动进行建模,从而更方便于应用。仿真的结果验证了该方法可有效地重构视线角,从而进一步提高视线转率的估计精度。