一种面向光电探测设备的目标跟踪控制方法技术

本发明专利技术公开了一种面向光电探测设备的目标跟踪控制方法，先根据光电探测设备所提供的多源测量信号，估计出被跟踪目标在地理系下相对光电探测设备的运动角位置、角速度以及角加速度等高阶运动信息，再根据获取到的目标运动信息，设计前馈控制器，实现对目标的高精度跟踪，同时增强控制系统抗扰能力；本发明专利技术针对光电探测设备的目标跟踪需求，在实现高精度的目标跟踪的同时，进一步提高控制系统的稳定性以及扰动抑制能力，有效提升光电探测设备在车载、机载等高动态环境下对于高机动目标的跟踪性能。性能。性能。

【技术实现步骤摘要】
一种面向光电探测设备的目标跟踪控制方法


[0001]本专利技术属于目标跟踪
，具体涉及一种基于目标高阶运动信息估计及前馈的目标跟踪控制方法。

技术介绍

[0002]当前光电探测设备使役环境日益复杂、且待跟踪目标的机动性越来越高，光电探测设备的目标跟踪性能也随之被提出更高的要求。
[0003]光电探测设备通过跟踪控制系统来实现对目标的指向与跟踪，跟踪控制系统在控制结构上通常采用角位置+角速度的双闭环结构，其中角位置环是实现目标跟踪的主要单元，它以目标图像脱靶量作为被跟踪目标的角位置误差信号，通过反馈控制来确保目标的有效跟踪精度。
[0004]具体而言，高目标跟踪性能体现在下述两个方面：1)针对高机动目标，能达到优异的目标跟踪精度；2)针对运载体的动态载荷条件，能具有优异的扰动抑制能力。
[0005]然而，当前在光电探测系统中所广泛采用的目标跟踪技术很难兼顾上述两方面的问题。例如，传统的脱靶量反馈控制方法无法消除脱靶量延迟所导致的跟踪误差，这种滞后误差在高机动目标跟踪问题上显得尤为致命；速度前馈技术虽然能有效补偿脱靶量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向光电探测设备的目标跟踪控制方法，其特征在于：包括如下步骤步骤S1，高阶运动信息估计：根据光电探测设备提供的滞后τ时刻的目标图像脱靶量E(t
‑
τ)以及光电探测设备中表征光轴惯性姿态的角位置Y(t)，将二者时间轴对齐后经过坐标投影变换，得到在地理系Σ
N
下滞后τ时刻的目标角位置R(t
‑
τ)；将目标角位置R(t
‑
τ)作为卡尔曼滤波器的量测信号，估计出相对地理系Σ
N
的目标角速度和目标角加速度将目标角加速度估计值做差分得到目标角加加速度估计值对目标角加加速度估计值进行限幅得到稳定的目标角加速度估计值步骤S2，前馈控制：根据目标角速度估计值和限幅后目标角加速度估计值通过公式得到当前时刻目标的运动角速度设计基于传递函数Q＝s+τsC
p
的前馈控制器，其中C
p
为系统的位置反馈控制器，s为拉普拉斯算子，将前馈控制器施加到速度前馈环节上得到前馈控制器Q所产生的控制量结合当前时刻目标的运动角速度实现基于前馈的目标跟踪控制。2.根据权利要求1所述的一种面向光电探测设备的目标跟踪控制方法，其特征在于，所述步骤S1中的目标角位置R(t
‑
τ)由如下步骤得到：分别以Σ
B
、Σ
E
和Σ
N
为靶面系、两轴光电探测设备俯仰轴坐标系和地理系，θ
x
和θ
y
可用目标在靶面系Σ
B
上沿x和y轴的脱靶量来表征，θ
E
为光轴指向目标时的俯仰角，θ
N
...

【专利技术属性】
技术研发人员：方昉，吴海涛，欧阳胡坡，
申请(专利权)人：武汉华中天经通视科技有限公司，
类型：发明
国别省市：