基于掩模和俯仰角补偿的视觉自运动估计

提出了一种基于掩模M估计和俯仰角补偿的移动机器人自运动的单目视觉估计方法。在6-DOF自运动模型的基础上,提出了一种适合于乡村道路环境的4-DOF自运动估计模型,以此为基础,采用一种多尺度的超复小波相位相干理论来鲁棒地估计缺乏规则纹理的路面图像的微小运动,设计了一种掩模M估计对运动向量进行优化估计,并提出了一种俯仰角补偿算法克服乡村路面颠簸有效地估计机器人偏航角、俯仰角增量和平移增量。在乡村道路环境下,利用某自主机器人采集的实际数据对算法进行了仿真试验,运动估计结果与车载GPS/INS捷联系统做了对照。实验结果表明了自运动估计算法的有效性。

周视大像旋稳海天线向量角补偿算法

为使两轴周视光电探测系统在三自由度扰动和大像旋条件下搜索并跟踪水面目标,在虚拟天际线焦平面像五自由度解析表达式基础上,推导出焦平面坐标系铅直轴的方向向量和该坐标系下海天出射平面法向量夹角的余弦表达式。该式求反余弦后减π/2,得到焦平面铅直坐标轴的方向向量和海天出射平面法向量小于π/2的夹角,该夹角的0.5倍作为俯仰反射镜的净作动量,目的是克服非线性像旋使包含目标信息的虚拟海天线的像线通过焦平面中心。该算法与方位补偿算法联动能够使目标像点始终逼近焦平面原点。通过数学模型仿真和真实工况试验都验证了俯仰机构位置环海天线向量角补偿算法的合理性。

基于自适应滑模的侧窗制导控制一体化设计研究

针对侧窗导弹末制导问题,提出了一种侧窗探测视场约束条件下的制导控制一体化设计方法。基于弹目相对运动模型分析了侧窗导弹运动规律,建立侧窗导引头探测视场角范围与导弹姿态角的约束关系,采用基于滑模控制理论的反步法设计导弹的制导控制一体化模型,给出了自适应滑模制导律:根据姿态角与侧窗视线角的约束关系,切换选择含约束和不含约束的自适应滑模控制。控制策略为:当弹目视线不满足侧窗探测范围约束时,在控制量中加入自适应俯仰角补偿项,使目标始终处于导弹侧窗视线范围内,解决了侧窗末制导过程中存在的目标跟踪视场角不对称约束问题;当弹目视线满足侧窗探测范围约束时,控制无需引入姿态角约束项,可直接应用自适应滑模控制律。仿真结果表明:在末制导过程中目标始终处在侧窗范围内,且对不同的初始条件有较好的鲁棒性。