一种光电跟踪仪的目标跟踪方法、终端、可读存储介质技术

本发明专利技术公开了一种光电跟踪仪的目标跟踪方法、终端、可读存储介质，属于光电检测领域，包括判定目标处于移动状态，控制光电跟踪仪的跟踪线跟随目标移动；采集光电跟踪仪的工作参数，并消除光电跟踪仪工作过程中的机械误差；获取稳定跟踪时间，并判断判断稳定跟踪时间是否大于设定的稳定时间；若小于，则利用数字二阶环跟踪算法计算前馈补偿量，若大于，则计算最终跟踪前馈补偿量，重复执行对运动目标进行跟踪；本发明专利技术消除因为机械振动等产生的机械误差，提升数据输出精度；然后计算稳定跟踪时间，并将其与稳定时间对比，若稳定跟踪时间无法满足温度时间，则通过叠加前馈补偿量改变稳定跟踪时间，获得最终跟踪前馈补偿量。获得最终跟踪前馈补偿量。获得最终跟踪前馈补偿量。

【技术实现步骤摘要】
一种光电跟踪仪的目标跟踪方法、终端、可读存储介质


[0001]本专利技术涉及光电检测领域，具体涉及一种光电跟踪仪的目标跟踪方法、终端、可读存储介质。

技术介绍

[0002]光电跟踪仪通过方位轴伺服系统、俯仰轴伺服系统实现光电跟踪仪的跟踪线的指向稳定以及对目标的跟踪。
[0003]现阶段的方位轴伺服系统、俯仰轴伺服系统一般是由测速机、力矩电机、旋转变压器等实现机械转动，从而改变光电跟踪仪的方位角和俯仰角，因此因为力矩电机、齿轮等配合精度的问题，会存在机械误差。
[0004]同时，传统的光电跟踪仪采用二阶环跟踪方法对目标进行跟踪，无法有效补偿因为机械误差带来的扰动，同时，传统方法并未引入与目标之间的距离，在距离发生改变时，会出现跟踪滞后的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是传统的光电跟踪仪精度不高且存在跟踪滞后，目的在于提供一种光电跟踪仪的目标跟踪方法、终端、可读存储介质，解决了光电跟踪仪的实时跟踪问题。
[0006]本专利技术通过下述技术方案实现：一种光电跟踪仪的目标跟踪方法，包括：S1、光电跟踪仪检测到跟踪目视区内存在目标，并获得目标所在的第一位置，并使光电跟踪仪的跟踪线对准第一位置；S2、判断此时目标是否仍然位于第一位置，若为“否”，则判定目标处于移动状态，控制光电跟踪仪的跟踪线跟随目标移动；S3、采集光电跟踪仪的工作参数，并消除光电跟踪仪工作过程中的机械误差；S4、获取稳定跟踪时间，并判断判断稳定跟踪时间是否大于设定的稳定时间，稳定跟踪时间为获取利用递推迭代法计算目标的位置值、速度值、加速度值的收敛时间；S5、若稳定跟踪时间小于设定的稳定时间，则利用数字二阶环跟踪算法计算前馈补偿量并将其叠加至S3；S6、若稳定跟踪时间大于设定的稳定时间，则计算最终跟踪前馈补偿量并将其叠加至S3；S7、重复执行S3至S6，实时计算最终跟踪前馈补偿量，对运动目标进行跟踪。
[0007]现阶段的光电跟踪仪直接对处于移动状态的目标进行跟踪时，存在误差和滞后的情况，本专利技术先判断光电跟踪仪的跟踪目视区内的目标是否处于移动状态，若处于移动状态，则通过控制方位轴伺服系统、俯仰轴伺服系统使得光电跟踪仪的跟踪线对准目标；采集光电跟踪仪的各项参数，并对输出的数据进行滤波处理，消除因为机械振动
等产生的机械误差，提升数据输出精度；然后计算稳定跟踪时间，并将其与稳定时间对比，若稳定跟踪时间无法满足温度时间，则通过修正稳定跟踪时间或叠加前馈补偿量改变稳定跟踪时间，获得最终跟踪前馈补偿量，并通过该补偿量控制方位轴伺服系统、俯仰轴伺服系统的运动，实现光电跟踪仪对目标的稳定跟踪。
[0008]具体地，所述光电跟踪仪包括方位轴伺服系统、俯仰轴伺服系统，所述方位轴伺服系统用于控制光电跟踪仪的跟踪线的方位角，所述俯仰轴伺服系统用于控制光电跟踪仪的跟踪线的俯仰角，所述方位轴伺服系统和所述俯仰轴伺服系统内设置有参数输出模块；步骤S3中采集光电跟踪仪的工作参数的方法包括：A1、建立光电坐标系、跟踪线坐标系；A2、设定采样周期，并实时采集光电坐标系下的光电跟踪仪的方位角、光电跟踪仪的俯仰角、跟踪线坐标系下的光电跟踪仪方位角的跟踪偏差量、光电跟踪仪的俯仰角的跟踪偏差量、目标与光电坐标系原点之间的距离。
[0009]具体地，光电坐标系的原点为方位轴伺服系统的方位旋转轴与俯仰轴伺服系统的俯仰旋转轴的交点，轴为光电跟踪仪跟踪线零位时的指向,其平行于光电跟踪仪的安装基面，轴平行于光电跟踪仪的安装基面且垂直于轴,沿跟踪线零位方向指向右侧,轴垂直于平面；方位角按左手定则定义，俯仰角以平面为零位,向上抬起为正；跟踪线坐标系的原点与光电坐标系的原点重合,轴为光电跟踪仪的跟踪线指向目标的方向,轴为光电跟踪仪的俯仰轴,平行于光电跟踪仪的安装基面且垂直于轴,沿轴方向指向右侧,轴垂直于平面；方位角的跟踪偏差量按右手定则定义,俯仰角的跟踪偏差量以平面为零位,向上抬起为负。
[0010]具体地，步骤S3中消除机械误差的方法包括：B1、设定方位角、俯仰角、方位角的跟踪偏差量、俯仰角的跟踪偏差量和距离的误差限值；B2、将各个工作参数与其对应的误差限值对比，若工作参数的绝对值小于误差限值，则丢弃数据；B3、若工作参数绝对值大于误差限值，则判定工作参数的正负值，若为正值，则输出信号为：；若为负值，则输出信号为：；式中，为各个工作参数，为各个工作参数对应的误差限值；为输出限值，为归一化系数；B4、通过滤波器并使用递推算法过滤B3的输出，递推算法公式为：
式中，为滤波器输入，为滤波器输出；为上一个采样周期滤波器的输入，为上一个采样周期滤波器的输出；为滤波器离散方程式系数。
[0011]具体地，步骤S4中获取稳定跟踪时间的方法为：C1、通过方位角的跟踪偏差量、俯仰角的跟踪偏差量和距离计算目标在跟踪线坐标系的直角坐标分量；C2、将目标在跟踪线坐标系下的直角坐标分量转换到光电坐标系，并获得目标在光电坐标系下的直角坐标分量；C3、通过递推迭代法获取目标在光电坐标系下，在、、三个方向上的位置值、速度值、加速度值，并确定其收敛时间。
[0012]具体地，步骤S5中利用数字二阶环跟踪算法叠加前馈补偿量的方法为利用数字二阶环跟踪算法计算方位速度环、俯仰速度环的前馈补偿量，并将其叠加至步骤S3中光电跟踪仪的控制回路。
[0013]具体地，步骤S6中计算最终跟踪前馈补偿量的方法包括：D1、利用稳态系数，并采用递推滤波跟踪控制方法计算光电坐标系下、、三个方向上的位置值、速度值、加速度值；D2、将光电坐标系下、、三个方向上的位置值、速度值、加速度值转换为跟踪线坐标系下、、三个方向上的位置值、速度值、加速度值；D3、计算跟踪线坐标系下，方位速度环、俯仰速度环不含加速度分量的速度补偿量，D4、计算跟踪线坐标系下，方位速度环补偿量中的加速度分量、俯仰速度环补偿量中的加速度分量；D5、计算目标跟踪时，跟踪线坐标系下方位速度环和俯仰速度环的最终跟踪前馈补偿量。
[0014]具体地，不含加速度分量的速度补偿量的计算公式为：式中，为方位速度环不含加速度分量的速度补偿量；
为俯仰速度环不含加速度分量的速度补偿量；为跟踪线坐标系下方向上速度值；为跟踪线坐标系下方向上速度值；、、为跟踪线坐标系下、、三个方向上的位置值；加速度分量的计算公式为：式中，为方位速度环的速度补偿量的加速度分量；为俯仰速度环的速度补偿量的加速度分量；为跟踪线坐标系下方向上速度值；为跟踪线坐标系下方向上加速度值；为跟踪线坐标系下方向上加速度值；最终跟踪前馈补偿量的计算公式为：式中，为跟踪线坐标系下方位速度环的跟踪前馈补偿量；为跟踪线坐标系下俯仰速度环的跟踪前馈补偿量；、为修正系数。
[0015]一种光电跟踪仪的目标跟踪终端，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述的一种光电跟踪仪的目标跟踪方法的步骤。
[0016]一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光电跟踪仪的目标跟踪方法，其特征在于，包括：S1、光电跟踪仪检测到跟踪目视区内存在目标，并获得目标所在的第一位置，并使光电跟踪仪的跟踪线对准第一位置；S2、判断此时目标是否仍然位于第一位置，若为“否”，则判定目标处于移动状态，控制光电跟踪仪的跟踪线跟随目标移动；S3、采集光电跟踪仪的工作参数，并消除光电跟踪仪工作过程中的机械误差；S4、获取稳定跟踪时间，并判断判断稳定跟踪时间是否大于设定的稳定时间，稳定跟踪时间为获取利用递推迭代法计算目标的位置值、速度值、加速度值的收敛时间；S5、若稳定跟踪时间小于设定的稳定时间，则利用数字二阶环跟踪算法计算前馈补偿量并将其叠加至S3；S6、若稳定跟踪时间大于设定的稳定时间，则计算最终跟踪前馈补偿量并将其叠加至S3；S7、重复执行S3至S6，实时计算最终跟踪前馈补偿量，对运动目标进行跟踪。2.根据权利要求1所述的一种光电跟踪仪的目标跟踪方法，其特征在于，所述光电跟踪仪包括方位轴伺服系统、俯仰轴伺服系统，所述方位轴伺服系统用于控制光电跟踪仪的跟踪线的方位角，所述俯仰轴伺服系统用于控制光电跟踪仪的跟踪线的俯仰角，所述方位轴伺服系统和所述俯仰轴伺服系统内设置有参数输出模块；步骤S3中采集光电跟踪仪的工作参数的方法包括：A1、建立光电坐标系、跟踪线坐标系；A2、设定采样周期，并实时采集光电坐标系下的光电跟踪仪的方位角、光电跟踪仪的俯仰角、跟踪线坐标系下的光电跟踪仪方位角的跟踪偏差量、光电跟踪仪的俯仰角的跟踪偏差量、目标与光电坐标系原点之间的距离。3.根据权利要求2所述的一种光电跟踪仪的目标跟踪方法，其特征在于，光电坐标系的原点为方位轴伺服系统的方位旋转轴与俯仰轴伺服系统的俯仰旋转轴的交点，轴为光电跟踪仪跟踪线零位时的指向,其平行于光电跟踪仪的安装基面，轴平行于光电跟踪仪的安装基面且垂直于轴,沿跟踪线零位方向指向右侧,轴垂直于平面；方位角按左手定则定义，俯仰角以平面为零位,向上抬起为正；跟踪线坐标系的原点与光电坐标系的原点重合,轴为光电跟踪仪的跟踪线指向目标的方向,轴为光电跟踪仪的俯仰轴,平行于光电跟踪仪的安装基面且垂直于轴,沿轴方向指向右侧,轴垂直于平面；方位角的跟踪偏差量按右手定则定义,俯仰角的跟踪偏差量以平面为零位,向上抬起为负。4.根据权利要求3所述的一种光电跟踪仪的目标跟踪方法，其特征在于，步骤S3中消除机械误差的方法包括：B1、设定方位角、俯仰角、方位角的跟踪偏差量、俯仰角的跟踪偏差量和距离的误差限
值；B2、将各个工作参数与其对应的误差限值对比，若工作参数的绝对值小于误差限值，则丢弃数据；B3、若工作参数绝对值大于误差限值，则判定工作参数的正负值，若为正值，则输出信号为：；若为负值，则输出信号为：；式中，为各个工作参数，为各个工作参数对应的误差限值；为输出限值，为归一化系数；B4、通过滤波器并使用递推算法过滤B3的输出，递推...

【专利技术属性】
技术研发人员：何周平，柴若愚，李书生，陈洪才，
申请(专利权)人：成都星宇融科电力电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：