一种运动载体光电跟踪系统快速目标跟踪控制方法技术方案

本发明专利技术提供一种运动载体光电跟踪系统快速目标高跟踪控制方法，在机架方位轴和俯仰轴上安装两只单轴角速率陀螺，分别敏感机架方位轴和俯仰轴在惯性空间的角速率。陀螺信号用于实现惯性稳定控制，同时，利用陀螺测量信号与图像探测器脱靶量合成目标的空间位置。对目标空间位置进行卡尔曼滤波获得目标空间角速度并进前馈，从而提高运动载体上光电跟踪系统对快速目标的跟踪能力。本发明专利技术不需要额外的传感器，通过控制算法的改进构成运动平台上的复合跟踪控制，具有结构简单稳定性能高、利于工程实现的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种运动载体光电跟踪系统快速目标跟踪控制方法
本专利技术属于光电跟踪领域，具体的涉及一种运动载体光电跟踪系统快速目标跟踪控制方法，用于提高运动载体上光电跟踪系统对快速目标的跟踪能力。
技术介绍
光电跟踪系统采用图像传感器闭环对目标进行跟踪，由于受限于图像探测器帧频和硬件平台处理能力，使得用于跟踪控制的脱靶量总是和真实目标存在较大的滞后。脱靶量滞后极大的限制了跟踪回路的带宽，而快速目标要求系统有高的跟踪带宽和在目标运动频率具有高的跟踪增益。为了解决对快速目标的高精度跟踪问题，地基光电跟踪系统快速目标跟踪技术相对成熟，包括预测、共轴跟踪、速度前馈、加速度前馈等。这些技术都有一个共同的、核心的技术，就是利用编码器和脱靶量合成目标空间位置。但是，与地基光电跟踪系统不同高，运动载体光电跟踪系统由于载体的运动，导致编码器数据与脱靶量合成的目标位置并不能代表真实的目标空间位置，还应解算叠加运动载体的影响量。因此需要姿态测量、坐标系解算，这不但运算复杂，且在解算过程中，坐标系之间的转换，存在解算误差，各个坐标系之间的标定过程中，还存在标定误差。因此，对于运动载体光电跟踪系统采用编码器和脱靶量合成目标本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种运动载体光电跟踪系统快速目标跟踪控制方法，其特征在于：该方法步骤如下：步骤(1)跟踪机架方位轴和俯仰轴上安装角速率陀螺，测量机架在惯性空间的角速度；机架方位轴和俯仰轴采用陀螺信号反馈闭环，速度回路闭环带宽在几到几十赫兹；步骤(2)机架方位轴和俯仰轴采用图像传感器给出的脱靶量进行闭环，构成跟踪回路，跟踪误差为：

【技术特征摘要】
1.一种运动载体光电跟踪系统快速目标跟踪控制方法，其特征在于：该方法步骤如下：步骤(1)跟踪机架方位轴和俯仰轴上安装角速率陀螺，测量机架在惯性空间的角速度；机架方位轴和俯仰轴采用陀螺信号反馈闭环，速度回路闭环带宽在几到几十赫兹；步骤(2)机架方位轴和俯仰轴采用图像传感器给出的脱靶量进行闭环，构成跟踪回路，跟踪误差为：其中：s为拉普拉斯算子；E(s)为跟踪误差；R(s)为目标位置；GC_track(s)为跟踪控制器；P(s)为速度回路闭环特性再乘以积分器，GP_VEL(s)为机架速度特性，GC_VEL(s)为机架速度回路控制器；步骤(3)在图像跟踪的基础上，将陀螺测量信号积分之后与脱靶量合成目标空间位置，对合成的目标空间位置进行Kalman滤波，得到目标空间角速度，并进行前馈控制，构成运动载体上光电跟踪系统的复合跟踪控制，从而提高系跟踪能力，...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏运霞，包启亮，蒋晶，刘子栋，刘翔，严灵杰，
申请(专利权)人：中国科学院光电技术研究所，
类型：发明
国别省市：四川,51