光电跟踪系统的共轴跟踪控制技术研究

为了提高光电跟踪系统的跟踪精度,对其粗跟踪环节的共轴跟踪控制技术进行了研究。介绍了共轴跟踪控制的基本原理,分析了常用非线性卡尔曼滤波算法,并仿真比较了无迹卡尔曼滤波(UKF)和容积卡尔曼滤波(CKF)的位置和速度的预测精度。在此基础上综合UKF和CKF的优点,设计了对延迟的合成位置信号进行处理的双并联滤波器,实现了光电跟踪系统的共轴跟踪控制。利用实测数据仿真实验表明,光电跟踪系统的跟踪精度明显提高。     

光电跟踪系统计算机辅助控制实现

建立了基于数值微分的目标运动状态滤波预测模型,用s-函数实现了卡尔曼滤波预测算法。利用目标位置拟合方法给出角位置信息,并以此为观测信息通过卡尔曼滤波预测出当前角位置和角速度信息,将其引入跟踪控制系统中以克服脱靶量滞后问题,同时也实现了系统的等效复合控制。仿真结果表明,基于数值微分的模型适用于角度跟踪,滤波预测具有较好的鲁棒性。通过对两个不同等效正弦输入的验证,可知角位置合成精度对共轴跟踪影响较大,在脱靶量和跟踪架角位置采样匹配对应时,跟踪仿真精度较高,而对等效复合控制跟踪误差影响较小,输入信号角频率增大时误差增大。     

舰载光电系统高精度跟踪控制技术

在舰船摇摆条件下提高光电跟踪系统对目标动态跟踪精度，其控制系统设计的关键技术是隔离扰动和减小高速跟踪时的动态滞后误差。对几种陀螺反馈惯性空间稳定技术进行了详细叙述和对比，得到了采用高测量带宽的陀螺反馈回路可以有效提高系统隔离度，并推导出系统隔离度的计算公式。同时，介绍了计算机辅助跟踪技术的原理以及在陀螺反馈惯性稳定技术的基础上结合计算机辅助跟踪的综合控制技术在舰载光电设备上的应用。以数据说明了这种综合控制技术的有效性和实用性。     

光电经纬仪的跟踪误差及其检测

本文开头指出了跟踪性能是光电经纬仪第一重要技术指标，接着叙述了跟踪原理和跟踪误差的检测方法，并对跟踪误差进行了较深入的分析讨论文章最后，将跟踪误差分门别类，介绍了降低跟踪误差，提高跟踪性能的途径。     

机载光电跟踪系统的电子稳像算法研究

为了解决机载光电跟踪系统高准确度陀螺平台成本高、难度大的问题，在深入分析视轴晃动与图像关系的基础上，利用机载平台的特点，确定了图像运动矢量的关系，忽略了次要因素，进一步简化了运算，提高了算法的准确度．将此算法应用于某歼击机的图像进行稳定试验，结果表明：该算法具有快速、稳定等优点，能够实现实时准确地稳定歼击机图像序列．     

高精度光电跟踪系统中伺服稳定控制算法研究

针对光电跟踪稳定平台系统中载机振动、系统参数摄动、摩擦力矩及外部扰动等因素直接影响光电跟踪系统稳定精度的问题,从伺服控制器控制角度出发抑制跟踪系统中的偏差,提高稳定精度,保证其在复杂环境下仍具有强鲁棒性.通过建立光电跟踪稳定平台系统的数学模型,分析干扰力矩、陀螺噪声及系统参数的变化对光电稳定平台的影响,设计了基于新型非...     

星载光电捕获跟踪瞄准控制技术分析

本文以天基监视为研究背景,主要围绕星载光电捕获跟踪瞄准(ATP)控制技术展开研究,针对卫星调姿变轨和跟踪架转动的多自由度配合控制过程,依次对天基监视物理模型、星载光电ATP控制系统方案和电视跟踪精度进行了分析。通过分析,不仅对这种多阶段多任务多模式切换的ATP控制有了较为清晰的理解,而且对其中所涉及的关键技术获得了较为全面的认识,对星载光电ATP控制系统设计有一定的指导意义。     

带稳定平台的光电跟踪设备指向误差模型研究

目标指示精度作为光电跟踪设备的核心指标之一,是设备设计、制造和调试阶段重点关注的内容。安装于舰船等运动载体上的光电跟踪载荷,常常会增加稳定平台以控制光电跟踪设备的光轴和图像稳定。以一种带稳定平台的光电跟踪设备为例,建立了基于运动学的目标指向误差模型,并基于该模型对各几何误差进行了详细的分配。通过分配结果可知想要获得要求的0.5 mrad的目标指向精度,稳定平台及设备自身的轴线的平行度误差和测角误差的统计值应在7～12″的量级,该误差范围要求设备必须使用高精度测角元件及良好的装配工艺,并且在设备安装到载体上时使用标定方式进行误差补偿才可能达到。该研究方法及结论可用于指导类似产品的分析、装调和标校等工作。     

基于舰载光电跟踪装备的光电助降系统技术分析

在分析国外舰载机传统光学助降系统和雷达全自动盲降系统发展现状的基础上,给出基于舰载光电跟踪技术装备的光电助降系统的组成、配置、技术原理、技术指标,对光电助降系统中光电测量坐标系到甲板坐标系进行转换,对光电助降系统的测量误差和定位误差进行建模,在舰船无摇摆以及纵摇2周期20s,横摇10周期15s条件下,结合我国现有技术基础,分析摇摆姿态角误差、距离误差、跟踪测角误差对光电助降系统定位精度的影响并进行仿真实验,给出舰载机距着舰点距离大于1 km和小于1 km时光电助降系统的定位误差。     

多光路共窗口的现代光电跟踪系统

现代光电跟踪系统是集捕获、跟踪、瞄准于一体的大型光电设备 ,是当今光电技术在军事上的重要应用之一。对现代光电系统进行了一般综述 ,重点介绍了一种由可见光、红外、激光三种光路共窗口的光电跟踪仪 ,较详细的阐述了该系统的光机结构及工作原理。这种多光路共窗口的光电跟踪仪设计原理在试验中经过了验证 ,取得了较好的效果 ,证明了三光合一共窗口的设计是合理可行的     

Development of ship-borne electro-optical tracking and fire control system北大核心CSCD

舰载光电跟踪与火控系统是一种远距离监视、跟踪与火力打击装置,按照体系结构可以分为分立式和综合式两类。对比分析了德国MSP500、意大利“梅杜莎MK4”、英国2500型、以色列Toplite、美国SeaFLIR 280-HD和380-HD、瑞典EOS 500、法国EOMS NG和PASEO等典型光电指向器的结构形式、传感器配置、作用距离及与火控系统的关系。指出光电指向器的结构由“T型”逐渐发展为“U型”,光电传感器的波段由单一波段发展为多个波段,光电跟踪系统的功能由单一功能向综合多功能转变。随着现代海战对抗加剧,舰载光电跟踪与火控系统将朝着多传感器协同探测、信息融合、多目标识别、智能跟踪、使命任务多样化方向发展。     

光电吊舱大速率平稳跟踪补偿技术研究

针对某型号光电吊舱大速率跟踪时的不平稳现象，提出了一种改进的滤波滞后超前补偿网络。运用MATLAB软件建立了系统机械传动装置的数学模型，分析了该滤波网络对系统动态性能的改进效果。相对于常规滤波器，该滤波网络既考虑了中心谐振频率对系统动态性能的影响，又兼顾了其他谐振点对系统性能的影响。实验结果表明：采用该滤波网络能显著提高系统的动态性能，有效抑制抖动幅度，且数字滤波更易于实现。     

基于FSM的高精度光电复合轴跟踪系统研究

为解决大惯量光电跟踪器对高速机动目标的角秒级跟踪问题,设计了以快速控制反射镜作为精级,大惯量跟踪架作为粗级的双探测器型光电复合轴跟踪系统,并对快速控制反射镜和复合轴系统所涉及关键技术进行了分析。通过某模拟航路半实物跟踪试验不超过70μrad的跟踪误差,验证了系统设计的有效性。     

机载光电稳瞄系统实时被动测距方法研究

针对现有直升机机载光电稳瞄系统高精度角度测量和角速率测量的特点,提出一种利用测量目标相对角度和角度变化率等参数实现目标实时被动测距的方法。建立了机载稳瞄平台对地面固定目标定位的数学模型,提出利用系统旋转变压器测量目标角度,利用惯性速率陀螺测量目标角度变化率。该方法使得目标角度变化率的测量精度(优于0.1 mrad/s)比一般光学方法提高了一个数量级。利用扩展卡耳曼滤波(EKF)算法提高目标距离估算精度,保证测量结果的稳定性。理论仿真和外场验证实验结果表明,该方法可以实时估算目标相对载机的距离,适合于武装直升机快速实时目标定位。     

光电稳瞄系统装调的关键技术

鉴于光电稳瞄系统的复杂性和科研开发的不可预见性，传统装调技术远不能满足产品科研设计发展的需求。着重分析探讨了光电稳瞄系统中各探测器光谱范围的差异性、光学平台结构的复杂性、光学轴系与回转轴系的一致性带来的精度难以实现的关键技术问题。通过多组自准直仪架设空间过渡基准，采用特定的大口径光轴调校装置，解决了光轴平行性调校问题。以调校光学轴系与机械回转系统的同步精度为出发点,确定了各部件之间的装配及装配误差的影响。通过设计的方位/俯仰天顶测量仪，解决了回转轴系正交性精度调校难题，实现了传统工艺方法和普通调校装置无法达到的设计指标和精度要求。     

对光电搜索跟踪系统干扰效果的评估方法

为评估电子对抗装备对光电搜索跟踪系统的干扰效果,针对光电搜索跟踪系统工作过程中的搜索、捕获、跟踪三个不同阶段,提出了相应的干扰效果评估方法。在光电搜索跟踪系统的搜索阶段和捕获阶段,分别依据实施干扰前后光电搜索跟踪系统的目标发现概率和捕获概率的变化来评估对系统的干扰效果。在跟踪阶段,以实施干扰后系统跟踪误差是否超出无干扰时正常跟踪精度的三倍来判定一次干扰是否有效,依据多次试验的干扰成功率来评估干扰效果和确定干扰效果的等级。     

Sampling strong tracking nonlinear unscented Kalman filter and its application in eye tracking

The unscented Kalman filter is a developed well-known method for nonlinear motion estimation and tracking. However, the standard unscented Kalman filter has the inherent drawbacks, such as numerical instability and much more time spent on calculation in practical applications. In this paper, we present a novel sampling strong tracking nonlinear unscented Kalman filter, aiming to overcome the difficulty in nonlinear eye tracking. In the above proposed filter, the simplified unscented transform sampling strategy with n+2 sigma points leads to the computational efficiency, and suboptimal fading factor of strong tracking filtering is introduced to improve robustness and accuracy of eye tracking. Compared with the related unscented Kalman filter for eye tracking, the proposed filter has potential advantages in robustness, convergence speed, and tracking accuracy. The final experimental results show the validity of our method for eye tracking under realistic conditions.