光电跟踪设备数字视频图像信息光纤传输系统设计

为提高光电跟踪设备中数字视频图像信息的传输带宽,增强图像传输抗电磁干扰能力并减轻导电环配线工作量,开发了应用于光电跟踪设备的数字视频图像信息光纤传输系统。利用光纤传输抗干扰性强、带宽高等优势改善了数字视频图像信息的传输质量,增大了数据传输的容量。在发送端将并行的数字视频信息串行化,提供给光纤模块,电信号转换为光信号,通过光纤传输到接收端;在接收端光纤模块将光信号还原为高速的电信号,再经解串行化还原为原有的数据格式。场同步、行同步以及数据信息组合传输,经处理的时钟信号作为全局时钟单独传输。实验结果表明:利用光纤传输高速数字视频信息,图像正确,带宽达到1.25 Gbit,相机时钟频率可达62.5 MHz,数据传输延时为222 ns左右,最大为236 ns,时钟信号的边沿可对齐数据的有效位置。

舰载光电跟踪设备视轴稳定分析

舰船摇摆影响舰载光电跟踪设备的精度,视轴稳定是提高武器精度的关键,故采用坐标变换技术,在跟踪设备的方位和俯仰轴上对船摇姿态角进行实时补偿。视轴稳定控制主要是船摇前馈控制、速率陀螺反馈控制、复合控制。通过数学推导,由舰船摇摆引起的视轴附加角速度公式。设计了一种能够较好解决船摇隔离问题的伺服控制系统。该系统用测速机构成闭环,作速度反馈,编码器作位置反馈,速率陀螺测量并前馈舰船摇速度信号。给出了前馈回路设计及用SIMULINK进行的仿真框图。该系统精度高,隔离效果好。

大型车载光电跟踪设备隔振基础的主动控制

为了保证大型车载光电跟踪设备的稳定工作,提出了一种跟踪架的隔振方法。采用空气弹簧加上电磁作动器实施减振,其电磁作动器采取差动布置方案,使电磁作动器的输出力与控制电流成线性关系。对几种控制方法进行了对比分析,选用绝对速度反馈控制,保证隔振基础对高频振动的隔振能力,同时避免低频振动时产生共振。最后,通过MAT-LAB进行仿真分析。仿真和实验结果显示,z向低频振动振幅已从5×10-5m减至1.8×10-5m,θx向低频振动振幅从2.2×10-5m减至0.6×10-5m,θy向低频振动振幅从2.0×10-5m减至0.4×10-5m,同时能够避免产生共振,表明采用绝对速度反馈主动控制方法可以起到较好的减振作用。

光电跟踪设备载车平台的重复定位精度

为了满足光电跟踪设备车载后的使用精度要求,提出了选用3条机械支腿来支撑载车的支撑方式。首先根据车载设备的位置布局和重量,选用了两前一后的支腿安装方式,然后分析了3种工况下副车架的受力情况。这3种工况为3条支腿全部位于平地、仅后腿位于斜坡和3条支腿全部位于斜坡。在三维仿真软件MSC.PATRAN中生成有限元模型,在3点支撑状态下对模型进行变形仿真,并综合分析了3种工况下的仿真结果,以检验副车架的重复定位稳定精度。最后通过设计实验检验了副车架的重复定位稳定精度,结果显示:俯仰角的最大变化为0.2″,方位角的最大变化为0.4″,数据表明副车架的重复定位稳定精度满足使用要求,证明选用3条机械支腿来支撑载车的方案合理可行。

车载光电跟踪设备高精度控制方法及仿真

介绍了保证车载光电跟踪设备高精度工作的一种数学方法,在光电跟踪设备基座上安放双轴倾角传感器,实时检测基座的水平度,通过传感器显示的数值,把基座的水平度变化量解算到光电跟踪设备的水平轴和垂直轴上去。构建所需的数学模型,分析工作原理,求出了光电跟踪设备水平轴和垂直轴所需转动角度的公式。建立CAD模型,并结合有虚拟样机技术对模型进行仿真分析。有限元分析表明:这种数学方法可以保证车载光电跟踪设备的工作精度。

光电跟踪设备载车副车架设计和有限元分析及实验

首先介绍了单车承载光电跟踪设备的必要性,然后根据设计要求,确定副车架的材料(12Mn)和副车架梁的截面形状(槽钢),再根据以往的经验和减振性能的要求,设计出副车架。建立有限元模型,在三维仿真软件(MSC.PAT-RAN)中对模型进行应力及振动分析,检验副车架的力学性能及减振性能。最后通过实验检验副车架的力学性能及减振性能。

光电跟踪设备的线缆测试技术研究

针对光电跟踪设备已有在线故障监测存在的盲点,对线缆信号传输故障检测方法进行了研究。利用线缆在故障位置阻抗不匹配原理,设计一种抗干扰性强和具有良好相关性的测试信号,通过信号发生器注入测试信号,利用数据采集卡采集反射信号,并消除因信号叠加产生的交叉项后,最后通过测试信号和采集的信号的相关性分析来确定线缆故障位置和故障类型,得到设备的故障单元。通过实验并与扩展频谱时域反射法进行性能对比,验证该方法的检测性能、稳定性及工程实用性。

基于动态柔度极小目标的光电跟踪设备拓扑优化方法研究

特定频带激励下结构动态刚度的提升对于高精度光学设备的测量精度有着重要的意义。传统的静刚度极大和谐振频率拓扑优化方法无法胜任设备在工况下的结构优化工作。本文在单频谐激励动态柔度极小优化的基础上,提出了静载柔度与频带激励下多目标加权动态柔度最小化结构拓扑优化模型。利用此方法对光电跟踪设备的找准架模型进行动态柔度极小拓扑最优设计。在综合考虑伺服动载及静载荷等工况下,利用此方法进行拓扑优化设计的结果使得结构在特定点的响应幅值量级减小,共振频率远离伺服频段。此方法也可间接进行多个特征值极大化设计。

光电跟踪设备中液压缓冲限位器的设计

介绍了液压缓冲器工作原理及其在光电跟踪设备中的工作状态。建立了光电跟踪设备中冲击载荷的力学模型,提出了该类设备中液压缓冲限位器的设计计算方法。

高精度光电跟踪设备主摄影自动调光机构的研究

由于高精度光电跟踪设备所处工作环境比较复杂,随着环境的改变,目标在光电跟踪设备主摄影焦平面上的成像也有不同程度的偏移,为了保证成像质量,应对胶片上的背景光进行控制.本文从保证成像质量出发,介绍自动调光机构的工作原理,详细阐述了自动调光机构的核心元件变密度盘的设计并对调光机构未来的发展趋势进行了阐述.

光电跟踪设备视景仿真系统设计

由于受环境天气及训练成本影响,操作手只能在光电跟踪设备上进行有限的训练。运用MFC和Vega Prime设计了光电跟踪设备视景仿真系统,通过对视景仿真系统的操作可满足操作手的训练需求。根据背景环境设置,系统视场大小,目标模型等,利用Vega Prime进行场景仿真渲染。仿真系统视窗指向由人机交互设备进行控制,通过控制设备使运动目标保持在视场中央,模拟实际手动跟踪目标过程。此系统可通过仿真不同目标运动轨迹和不同环境,对操作手进行训练,提高操作手技能。

光电跟踪设备高速摄影机摄影频率测量的研究

随着科学技术的发展,特别是军事技术的发展,如火箭技术的出现和发展,航空和导弹、火炮武器的研制发展,高速摄影机得到了相当大的发展.采用先进光电跟踪设备的摄影记录的方式,精确确定目标位置是现代化靶场中获取外弹道数据和飞行状态的最基本的测量手段之一.为了保证光电跟踪设备的跟踪精度和成像质量,在光电跟踪设备工作时对摄影频率进行有效测量和控制由为重要.本文推导出摄影频率的测量原理,对测量方法进行详细地说明.对于信号频率的显示及闪光信号的产生进行了详细的阐述.对今后摄影频率测量的发展作了展望.

舰船光电跟踪设备可靠性外场数据处理研究

统计舰船光电跟踪设备故障 ,分析其可靠性增长的趋势检验方法 。

光电跟踪设备中弹簧缓冲限位器的参数计算

介绍了弹簧缓冲器工作原理及其在光电跟踪设备中的实际作用。建立了光电跟踪设备中冲击载荷的力学模型,并详细论述了光电跟踪设备中弹簧缓冲限位器的弹簧参数计算方法,为研制该类缓冲器提供了理论依据。

一种提高光电跟踪设备捕获概率的搜索方法

大型光电跟踪设备跟踪测量精度高、惯量大、视场小,不具备大空域搜索目标能力,一般依靠雷达等设备提供的引导信息发现捕获目标,当目标引导误差超出光电设备视场后,光电跟踪设备难于发现目标。提出了一种在引导信息基础上的小空域快速螺旋搜索方法,通过系统建模仿真和外场试验验证,此方法适用于在目标引导信息误差超出视场情况下,快速搜索发现目标。在引导误差不超出两倍视场情况下,此方法可使捕获目标概率从20%左右提高到70%左右。此方法搜索过程中转台运动平稳,可根据不同光电设备系统性能、实际目标运动特征和引导误差灵活改变螺旋搜索参数,大大提高光电跟踪设备目标捕获概率,是大型光电跟踪设备小空域快速搜索发现目标的一种实用有效的方法,具有很高的通用性。

基于CLIPS的机载光电跟踪设备故障诊断专家系统研究

针对机载光电跟踪设备传感器种类多、单元部件结构复杂和急需快速故障定位的要求,设计了机载光电跟踪设备故障诊断专家系统;通过建立跟踪系统故障树并分析其故障特点,确定了模糊多值产生式规则的知识表示方式和冲突消解策略,构建了专家系统知识库和推理机;同时结合数据库建立的故障表和规则表,实现专家系统解释器功能;最后将CLIPS嵌入VC设计友好人机交互界面;实验表明,该专家系统操作方便,能快速准确定位故障、解释故障成因以及提供维修建议。

光电跟踪设备EMC滤波技术研究

电磁兼容是电子、电气设备或系统的重要技术要求,其要求直接影响了产品的性能。介绍了光电跟踪设备电磁兼容问题产生的原因以及对其进行电磁兼容处理的必要性。并针对性阐述了电源和通信信号滤波技术的原理,以及对该问题提出了解决方法,通过电源滤波技术和信号滤波技术、结合某光电跟踪设备,系统分析了设备所存在的电磁兼容问题并进行技术验证,达到GJB151A的电磁兼容要求,给出的滤波方法可以给光电跟踪设备的电磁兼容工程实践提供参考。

集成化光电靶标对光电跟踪设备标校方法研究

为了提高光电跟踪设备测量精度,设计利用集成化光电靶标,对光电跟踪设备的多个参数的外场标校方法进行研究。标校涉及电视、红外、激光测距等多个部分,采用像素分析的方法,可以较精确地对光电跟踪设备的多个指标进行标校和误差修正,并给出了某些参数的修正结果。其多光轴平行性优于0.2 mrad。外场标校贴近实际,具有较高置信度。

一种适用于支撑光电跟踪设备的调平机构

根据某项目需求,为保证光电跟踪设备的测量精度,在光电跟踪设备基座基准面和安装支架联接平面处需设计调平机构,实现设备基准面水平。鉴于项目对结构件尺寸重量的限制,必须采用手动调平的方式,而传统手动式调平机构的调平精度低,抗倾覆能力也很弱。文章设计了一种手动调平机构,该调平机构抗倾覆能力较强,且能够满足设备基准面的高精度水平要求。

多光电跟踪设备异步序贯分布式目标跟踪算法

针对多光电跟踪设备组网后出现的异步测量问题,提出了一种异步分布式序贯目标跟踪算法。该算法由局部滤波器和融合滤波器构成,先利用状态转换方法,将多光电跟踪设备节点及其邻节点的异步测量对齐到融合时刻,得到拟测量方程。随后,利用射影原理对拟测量方程和目标运动状态方程构成的目标跟踪系统,提出异步序贯局部滤波器来计算较为精确的局部滤波值。再以协方差交叉算法为基础,提出基于扩散策略的融合滤波器,对局部估计值进行融合计算,来提高目标跟踪精度,并降低组网后各光电跟踪设备节点融合估计值的差异程度。最后对所提出的算法进行了仿真实验,以验证其有效性。