光电测量设备线性自抗扰跟踪控制研究

为了实现光电测量设备的精确跟踪控制,考虑模型参数不确定性、外界扰动等因素,从实际靶场应用角度出发,提出了双闭环PD与线性自抗扰(LADRC)相结合的跟踪控制方法。首先建立光电跟踪控制系统数学模型,设计外环PD位置控制器与内环LADRC速度控制器,搭建线性扩张状态观测器实现对系统总扰动的实时估计。通过仿真对比实验验证了PD-LADRC控制策略的有效性。结果表明:在正弦引导跟踪下基于PD-LADRC算法设备稳态误差≤0.469′,随机误差均方根值≤18.9″,具有准确的跟踪控制精度和良好的抗扰动能力。

光电测量设备光学系统的像面照度均匀性检测

提出了一种光电测量设备光学系统像面照度均匀性的检测方法。该方法首先对被检设备的CCD进行标定,然后用给出的均匀性检测系统对整机光学系统进行检测。该检测系统利用积分球产生均匀背景光信号,将光测设备置于积分球通光口处,利用计算机采集CCD图像。根据CCD的标定结果,用两点多段校正算法对采集到的图像进行校正,通过对校正后的图像进行分析,得到像面照度的不均匀度。此外,将图像分为多个区域,计算各个区域的灰度与像面中心区域灰度的比值,得出图像的灰度分布,实现了光电测量设备光学系统像面照度均匀性的室内检测。利用研制的光电测量设备光学系统像面照度均匀性检测系统对某型号光电测量设备进行了检测,得到了该设备光学系统像面照度不均匀度达到18.7%,不满足不均匀度≤10%的要求,应对该光测设备进行重新装调。在重新装调后对该设备进行复检,得到重新装调后的不均匀度为6.7%,像面照度均匀性得到了提高,验证了该方法的有效性。

一种机载光电测量设备过顶跟踪技术

针对传统跟踪方式存在过顶跟踪盲区问题,论述了一种基于三轴稳定平台的过顶跟踪技术,它融合运用地平式和双轴式两种跟踪方式,实现对过顶盲区的目标进行有效的跟踪。试验表明,该跟踪方法高效实用,跟踪精度可满足使用技术要求。

基于影响度的光电测量设备测试性验证试验样本抽取方法

为解决目前光电测量设备测试性验证试验中,因样本抽取方法不合理导致试验结论可信度低的问题,通过考虑危害度和故障扩散强度这两个与测试性相关的重要因素,提出了影响度的概念。从功能特征出发,构建功能模块-故障信息模型,利用该模型提出了基于影响度的样本抽取方法并给出试验抽取流程。此方法依据影响度相对比率,随机抽取出被测单元的故障样本,可较好地提高样本集代表性,确保试验结论置信度。并以某型光电测量设备中的时统终端单元为例,利用基于影响度的方法进行样本抽取,比较分析抽取结果证明该方法有效可行。

基于图像技术的光电测量设备智能调焦方法

针对当前方法对光电测量智能设备调焦时间长,得到的聚焦位置与实际聚焦位置之间的偏差较大,存在调焦效率低和调焦精准度低的问题,提出了基于图像技术的光电测量设备智能调焦方法,采用Meanshift算法通过计算初始目标特征、计算候选区域特征、判定目标特征相似性和目标定位4个步骤构建调焦窗口。以获得的调焦窗口为基础,引入动态调焦因子修正清晰度评价函数受目标变化的影响,根据修正结果提出适应变步长爬山算法,通过小步长细调和大步长粗扫的策略搜索聚焦点,实现光电测量设备的智能调焦。分析实验结果可知,所提方法的聚焦偏差均低于0.04 mm,明显低于现有方法,表明该方法的调焦效率高、调焦精准度高,充分验证了其具有较强的应用价值。

机载光电测量设备目标自主定位误差分析

为了提高机载光电测量设备定位精度,搭建了机载光电测量设备目标自主定位系统。利用齐次坐标转换的方法,构建了机载测量系统跟踪目标时的目标定位方程和定位误差方程,并利用蒙特卡洛法分析目标自主定位误差。引入小波分析理论对定位误差进行优化以提高目标自主定位精度。对实验数据和飞行实测数据进行了分析,结果显示,采用小波分析理论优化目标自主定位误差可以大幅提高目标自主定位精度,提高幅度达到70%,得到的结果验证了目标自主定位技术的可行性和优越性。文中的分析方法和内容同样也适用于地面跟踪测量平台和舰载跟踪测量设备。

SNMP在分布式光电测量设备管理中的应用

基于SNMP的网络管理系统是实现光电测量设备管理的一种新方法,对于分布于不同地点设备的管理则更显示出其自动化和实时性的优势。本文提供了在W indows2000操作系统上,开发SNMP网络管理系统的方法,并将其应用于分布式光电测量设备管理中。

基于三自由度扰动模型的光电测量设备抗扰动系统

提出了一种基于三自由度扰动模型的测量船光电测量设备抗船摇扰动系统。利用坐标轴旋转的方法将目标的引导数据从大地坐标系转化为甲板坐标系,利用最小二乘法对测量船的姿态角数据进行处理获得测量船的船摇数据,建立了包括横摇、纵摇和艏摇在内的三自由度位置扰动模型和速度扰动模型,并利用前馈控制实现对船摇扰动的补偿。通过仿真得到了与理论分析一致的结果,证明基于三自由度扰动模型的前馈系统能有效提高光电测量设备的跟踪和捕获精度。

基于影响度的光电测量设备故障诊断方法研究

针对目前光电测量设备故障诊断试验中,因样本抽取方法不合理导致试验结论可信度低的问题,通过考虑危害度和故障扩散强度这两个与测试性相关的重要因素,定义了影响度的概念。

光电测量设备图像高频频谱对主观评价的影响

分析了光电测量设备图像质量评价研究过程中,图像频谱高频分量对图像质量人眼主观评价影响的途径和解决措施。对清晰图像通过Butterworth低通滤波器在频域进行了低通滤波,然后利用滤波图像分析了图像高频频谱对人眼主观感受的影响。用斜狭缝法对离焦成像系统的调制传递函数(MTF)进行了测试,并对相应离焦状态的模糊图像进行了主观评价。对不同像元尺寸相机获取的图像进行了频谱分析和图像评价,实验结果表明,图像频谱高频分量比例增多,图像具有更丰富的细节和更高的清晰度,准确调焦及采用小像元尺寸相机是提高光电测量设备图像质量的重要因素。给出了影响光电测量设备图像质量的其他因素,并提出了改进措施。

一种新型汽车光电几何测量设备

（一）光电测量设备结构组成新型光电测量设备利用了红外线技术、传感器技术和计算机技术来测量物体的整体几何长宽高尺寸，该设备结构由2根立柱、2根水平支架、红外线发射与接收装置、测距传感器、后台终端和控制箱等组成。

某光测设备上消像旋的设计

地平式光电成像跟踪测量设备进行目标观测时,由于物像空间旋转而产生像旋,使目标提取和测量出错。为消除像旋,先建立了以球面三角和坐标变换为基础的像旋模型,对像旋模型中各个变量的关系进行了分析,并简介了目前几种常用的消像旋的方法,提出一种采用CCD相机旋转消像旋的设计思路,详细地描述了消像旋指标、单元结构和控制流程的设计过程,并在某光测设备上实现应用。厂内检测数据和在外场运行试验结果证明,采用CCD相机旋转消像旋的设计达到设计指标,满足设计要求,保证了光电跟踪测量设备对目标的准确提取和稳定跟踪。

激光无线通信技术在大型靶场光测设备中的应用

提出了一种采用近距离激光无线通信系统来代替导电环进行光测设备机上、机下部分的信号传输,并以单路通信实验对该方案进行了验证。本方案的提出,将改变大型靶场光测设备内部数据传输的传统形式,增加通信带宽,减小设备的体积,使之适合于光测设备未来发展的要求。

光测设备上的现场总线应用设计

在光电跟踪测量设备上实现了基于CAN总线的多探测器成像控制系统。该系统利用DSP芯片实现现场控制节点硬件和控制程序开发,按照模块化设计以灵活地满足成像控制系统的电机控制、传感器控制、温度测控等工程上需求;设计了实时通讯协议来满足系统控制网络数据传输的要求;编制了可在远程上位机上运行的主控程序以对成像控制系统进行监控。此应用设计创新性地将工业标准总线与光电测量设备电控系统相结合,其测试结果和外场使用情况说明,此系统性能稳定可靠,通用性好,已经在作者所参与的光电成像跟踪测量设备研制工作中得到推广使用。

光测设备模拟跟踪系统的仿真设计

经纬仪是我国靶场测量的主要光测设备,占据了外弹道测量试验任务中的主导地位。为了解决其日常训练中存在的设备磨损、缺少形象的测量对象和环境等问题,该文介绍了采用以加挂的方式,在经纬仪上加装能够产生与实际试验任务图像环境一致的计算机及接口设备,利用DirectX接口技术制作跟踪测量仿真软件的方法,制作了多媒体模拟跟踪训练系统,并具体介绍了系统的软硬件组成及其实现方法。

检测光电跟踪测量设备的激光模拟空间目标

为了在室内检测光电跟踪测量设备的跟踪性能和测量精度,提出了用激光光束模拟空间。与传统的光学旋转靶标相比具有结构简单、控制灵活、动态范围大,适应性强的优点;不仅可以完成静态指向精度检测,也可以实现动态性能检测,可以替代传统的光学靶标,实现对短焦距电视系统的性能指标检测。

CCD像面旋转引起的脱靶量误差及检测方法

分析了光电测量设备电视系统的CCD传感器像面旋转这个普遍存在的问题所带来的脱靶量测量误差,建立了一些相关的数学模型,并且讨论了在不同像面旋转角情况下的误差变化规律。简要地介绍了这种测量误差的检测方法以及修正方法。实际检验表明,上述方法不仅能很好地修正CCD传感器像面旋转所引起的脱靶量测量误差,显著提高电视系统脱靶量测量精度,而且对于红外电视测量系统也是同样适用的。

可编程动态靶标参数设计

靶标跟踪测量的技术状态由动态靶标的参数确定,对于不同型号的光电测量设备,其跟踪性能指标是不一样的,也就决定了靶标的参数是不同的。为了方便的确定动态靶标的参数,本文提出了一种通过建立可编程动态靶标的仿真模型来确定靶标参数的方法,并在某型号测量设备的实际检测中进行了验证,利用仿真模型确定的该组靶标参数产生的模拟目标完全能够满足光电经纬仪精度指标的检测要求。