基于图像功率谱的航空光电平台自动检焦设计 被引量：16

1

作者 赵志彬 刘晶红 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第12期3495-3500,共6页

针对航空光电平台中可见光摄像机在高空中由于温度、气压等环境参数的变化所引起的光学系统离焦现象,对基于图像功率谱的清晰度评价算法和检焦搜索算法进行了研究。分析了不同场景的航拍图像的功率谱具有一定的不变性。根据离焦会引起... 针对航空光电平台中可见光摄像机在高空中由于温度、气压等环境参数的变化所引起的光学系统离焦现象,对基于图像功率谱的清晰度评价算法和检焦搜索算法进行了研究。分析了不同场景的航拍图像的功率谱具有一定的不变性。根据离焦会引起功率谱高频分量的损失,提出了两种对功率谱和对焦评价算子(PSS)的改进。针对航拍易受到环境干扰的问题,提出了变步长的全局搜索算法(FS)。使用1mm的搜索步长,调焦误差为0.3 mm,满足系统对误差的要求。所提出的两种基于图像功率谱的清晰度评价算法能够有效反映出实际航拍图像的离焦状态,并分别使对焦评价函数的饱和区特性和灵敏度得到改善。调焦实验的结果表明,小于镜头焦深的检焦步长才能保证检焦结果的正确。 展开更多

关键词 成像系统 航空光电平台 自动调焦 图像功率谱 对焦评价函数 搜索策略

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机载光电平台相对角位移测量系统设计 被引量：11

2

作者 王子辰 戴明 +3 位作者 李刚 汪永阳 宋悦铭 高玉军 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期202-208,共7页

为了解决机载光电平台与载机间存在相对角位移造成目标定位精度下降问题,设计了一种机载光电平台相对角位移实时测量系统。对现阶段使用的机载光电平台目标定位精度不高的原因以及基于改进的多控制点相机在线标定与姿态测量等理论进行... 为了解决机载光电平台与载机间存在相对角位移造成目标定位精度下降问题,设计了一种机载光电平台相对角位移实时测量系统。对现阶段使用的机载光电平台目标定位精度不高的原因以及基于改进的多控制点相机在线标定与姿态测量等理论进行研究。分析了机载光电平台目标定位误差的主要原因;对基于单目视觉理论的机载光电平台相对角位移测量方案进行研究,并以相机标定理论为原型给出了相对角位移测量的数学模型;结合多控制点立体靶标并使用随机并行梯度下降算法(SPGD)与直接线性变换方法(DLT),给出了三步法求解机载光电平台相对角位移的方法;使用设计的方法对机载光电平台相对角位移进行了测量,给出了实验与仿真结果。实验结果表明:设计的机载光电平台相对角位移测量方法精度优于0.092°,单次测量平均耗时小于0.54ms,完全满足现阶段机载光电平台相对角位移测量的精度与实时性等相关要求。 展开更多

关键词 测量 相对角位移 并行梯度下降算法 直接线性变换 机载光电平台 目标定位

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机载光电平台的对地多目标定位 被引量：9

3

作者 白冠冰 宋悦铭 +2 位作者 左羽佳 王宣 孙明超 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期2323-2336,共14页

为实现无人机机载光电设备对多个目标的准确定位,提出了基于数字高程模型的多目标定位系统,建立了一种基于目标矢量的多目标定位模型。通过目标检测得到视场中各目标的像素坐标,解算出各目标的视轴矢量,融合无人机和光电侦察平台中各传... 为实现无人机机载光电设备对多个目标的准确定位,提出了基于数字高程模型的多目标定位系统,建立了一种基于目标矢量的多目标定位模型。通过目标检测得到视场中各目标的像素坐标,解算出各目标的视轴矢量,融合无人机和光电侦察平台中各传感器的测量数据,计算出各目标的地理位置信息。实验结果表明,在3000 m飞行高度下,对主目标的定位误差约为16 m,对次目标的定位误差约为26 m。分析了改进的滤波模型的效果,滤波后主目标定位误差减小到7 m,次目标定位误差减小到约11 m。通过飞行实验验证,证明工程效果与仿真实验结果基本一致。该方法具有定位实时性好,误差小,便于工程应用的优势。 展开更多

关键词 多目标定位 目标矢量 机载光电平台 无人机 误差分析 滤波

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机载光电平台隔振装置特性研究 被引量：6

4

作者 毕永利 刘洵 葛文奇 《机床与液压》 北大核心 2004年第5期76-77,12,共3页

设计合理的隔振装置能有效隔离机体传递给平台的振动 ,保证平台稳定和跟踪精度。分析了金属三向隔振装置的工作机理 ,指出其在机载光电平台应用中的优点。通过试验测试了金属三向隔振装置在光电平台中的隔振效果 ,并对测试曲线进行了分... 设计合理的隔振装置能有效隔离机体传递给平台的振动 ,保证平台稳定和跟踪精度。分析了金属三向隔振装置的工作机理 ,指出其在机载光电平台应用中的优点。通过试验测试了金属三向隔振装置在光电平台中的隔振效果 ,并对测试曲线进行了分析 。 展开更多

关键词 机载光电平台 隔振 传递率 金属三向隔振装置

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基于机载光电平台的双机交会定位方法 被引量：6

5

作者 左羽佳 白冠冰 +2 位作者 刘晶红 宋悦铭 孙明超 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第9期140-150,共11页

根据现有无人机光电定位方法对动态目标定位的局限性,借鉴光电经纬仪角度交会定位方法,提出改进的基于机载光电平台的双机交会定位系统.介绍了交会定位系统的构成及其工作原理,构建辅助坐标系,对视轴向量进行齐次坐标转换,建立双机交会... 根据现有无人机光电定位方法对动态目标定位的局限性,借鉴光电经纬仪角度交会定位方法,提出改进的基于机载光电平台的双机交会定位系统.介绍了交会定位系统的构成及其工作原理,构建辅助坐标系,对视轴向量进行齐次坐标转换,建立双机交会定位模型.研究了交会定位中载机相对目标位置对定位精度的影响,给出了理想的测量位置,得到最优定位位置,最优交会角为69.984°.最优位置下,当目标距离双机基线20km时,定位均方根误差为38.043 4m.分析了卡尔曼滤波对定位结果的影响,建立合适的滤波模型,滤波后的定位均方根误差减小到13.584 2m. 展开更多

关键词 无人机 机载光电平台 交会定位 坐标转换 精度分析 交会角 卡尔曼滤波

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新型机载光电平台万向架及其关键技术 被引量：3

6

作者 程刚 杜言鲁 +3 位作者 齐媛 王明超 宁飞 李冰崖 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期577-582,共6页

介绍了国外新型机载光电平台万向架及其涉及的关键技术。结合机载光电系统装备产品发展趋势,叙述了机载光电系统万向架平台技术现状,从万向架平台配置、隔振形式以及稳定精度等方面做了介绍;从任务集成、高精度稳定以及运动补偿等方面... 介绍了国外新型机载光电平台万向架及其涉及的关键技术。结合机载光电系统装备产品发展趋势,叙述了机载光电系统万向架平台技术现状,从万向架平台配置、隔振形式以及稳定精度等方面做了介绍;从任务集成、高精度稳定以及运动补偿等方面分析了机载光电系统对万向架平台提出的更大任务传感器布局空间、更强的运动补偿功能以及更高的环架稳定性能等要求;研究了国外新型的无约束驱动-主动随动和并联式-主动随动机载光电万向架平台创新技术,结果表明,国外新型机载光电平台万向架在任务负载/万向架质量比大于1的基础上,实现了3轴优于5μrad的稳定性能;最后提出了新型机载光电万向架平台关键支撑技术。 展开更多

关键词 机载光电平台 万向架 无约束驱动-主动随动 并联式-主动随动

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基于改进PSO算法的机载光电平台分数阶控制

7

作者 王华超 李伟 +1 位作者 赵克军 沈晓洋 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2023年第4期83-87,共5页

机载光电平台存在来自于摩擦、质量不平衡、运动耦合和机载环境等干扰,传统的PID控制器控制性能差,抗干扰能力弱。针对这一问题,设计了一种动态性能好、鲁棒性强的分数阶控制器;同时提出一种基于改进速度和惯性权重的粒子群算法整定分... 机载光电平台存在来自于摩擦、质量不平衡、运动耦合和机载环境等干扰,传统的PID控制器控制性能差,抗干扰能力弱。针对这一问题,设计了一种动态性能好、鲁棒性强的分数阶控制器;同时提出一种基于改进速度和惯性权重的粒子群算法整定分数阶控制器的5个参数。仿真实验表明:改进后的粒子群算法拥有更快的收敛速度,求解更加精确;光电平台速度环控制系统超调量降低至0.13%,正弦扰动隔离度较标准算法提高64.06%,响应速度和鲁棒性大大提高。 展开更多

关键词 机载光电平台 分数阶控制 改进粒子群算法 抗干扰

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双波段机载光电平台跟踪精度检测装置分析 被引量：3

8

作者 张宁 沈湘衡 宋莹 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2012年第7期786-789,共4页

为保证某型号双波段机载光电平台的可见光电视、红外跟踪测量系统在跟踪精度室内检测过程中能够同时接收目标并可以任意切换,提出了一种可产生双目标的新型检测装置。文中主要分析了机载平台与检测装置之间的空间位置关系和数学模型,描... 为保证某型号双波段机载光电平台的可见光电视、红外跟踪测量系统在跟踪精度室内检测过程中能够同时接收目标并可以任意切换,提出了一种可产生双目标的新型检测装置。文中主要分析了机载平台与检测装置之间的空间位置关系和数学模型,描述了检测装置的两个目标在做圆周运动的同时进行同步调整的必要性,并建立了同步调整误差模型。实验表明,当检测装置的两个目标以周期为20 s做匀速圆周运动时,旋转轴均方根误差为1.21″,两轴系同步误差为19.2″,满足机载平台跟踪精度的检测要求。 展开更多

关键词 机载光电平台 检测装置 跟踪精度 数学模型 同步误差

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机载光电平台转动惯量耦合自校正干扰抑制控制研究 被引量：3

9

作者 丛敬文 田大鹏 沈宏海 《机电工程》 CAS 北大核心 2019年第7期749-754,共6页

针对机载光电平台两轴四框架结构框架间的耦合作用严重影响控制精度的问题,对各框架转轴转动惯量耦合关系进行了研究,对伺服系统控制器进行了改进设计。基于方向转移矩阵与框架间的耦合关系,建立了各框架转轴的转动惯量数学模型,并利用U... 针对机载光电平台两轴四框架结构框架间的耦合作用严重影响控制精度的问题,对各框架转轴转动惯量耦合关系进行了研究,对伺服系统控制器进行了改进设计。基于方向转移矩阵与框架间的耦合关系,建立了各框架转轴的转动惯量数学模型,并利用UG软件设计了机载光电平台框架间转动惯量耦合角度变化数据;同时,基于已建立的转动惯量数学模型,结合传统的干扰观测器,在速度控制环PI控制下实现了名义逆模型的实时校正,并设计了改进型干扰观测器。研究结果表明:所建立的转动惯量数学模型正确可靠;改进型干扰观测器能够更准确地估计出等效干扰,使控制回路能够更有效地进行控制。 展开更多

关键词 机载光电平台 两轴四框架 转动惯量耦合 干扰观测器

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基于机载光电平台的目标跟踪与轨迹预测算法 被引量：3

10

作者 陈旭璇 万潇月 叶桦 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2019年第3期74-79,107,共7页

针对利用机载光电平台进行"空对空"目标跟踪时,跟踪效果受环境影响较大且全遮挡情况下目标容易跟丢的问题,在传统Cam Shift算法的基础上,提出了一种动态的基于多特征融合与相对Kalman模型的目标跟踪与轨迹预测算法。采用融合... 针对利用机载光电平台进行"空对空"目标跟踪时,跟踪效果受环境影响较大且全遮挡情况下目标容易跟丢的问题,在传统Cam Shift算法的基础上,提出了一种动态的基于多特征融合与相对Kalman模型的目标跟踪与轨迹预测算法。采用融合颜色、纹理、梯度特征的方式构建目标模板,提高了模型的描述能力;跟踪过程中引入特征模板动态更新环节,保证了算法的长期稳定性;在全遮挡的情况下,利用背景中心点以及飞行目标与该中心点的差值分别构建Kalman模型,并采用二次遮挡判断方法,大大降低了误判和丢帧概率。实验结果表明,所提算法具有较高的准确性、实时性与稳定性。 展开更多

关键词 目标跟踪 机载光电平台 联合特征 动态更新 遮挡判断 相对Kalman模型

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基于UG NX的机载光电产品转塔结构参数化设计

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作者 刘学智 李延蕊 《电光与控制》 北大核心 2017年第7期108-112,共5页

通过对所有转塔类光电产品结构的梳理分析,确定对某典型结构转塔进行结构参数化设计技术的研究。提取转塔典型零部件的结构顶层特征参数,建成转塔零部件的三维参数化结构设计模型和零件工程图参数化设计模型,并经验证和测试,取得了令人... 通过对所有转塔类光电产品结构的梳理分析,确定对某典型结构转塔进行结构参数化设计技术的研究。提取转塔典型零部件的结构顶层特征参数,建成转塔零部件的三维参数化结构设计模型和零件工程图参数化设计模型,并经验证和测试,取得了令人满意的效果。通过嵌入UG NX软件中的二次开发模块,实现对参数化设计模型的数据库管理,使这种建好的参数化设计模型成为公共资源。 展开更多

关键词 机载光电产品 结构设计 顶层参数 参数化设计 表达式链接 WAVE技术

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机载光电稳定平台滑模自抗扰控制方法研究 被引量：2

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作者 刘长杰 王春阳 +2 位作者 王子硕 王增 梁书宁 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2023年第5期84-88,共5页

针对机载光电稳定平台受扰动影响而导致的视轴稳定精度降低问题,在对线性扩张状态观测器(LESO)进行扰动估计分析及带宽受限分析的基础上,对快速幂次趋近进行了修正,进而提出了一种基于快速幂次趋近律的滑模自抗扰控制器,并进行了基于Lya... 针对机载光电稳定平台受扰动影响而导致的视轴稳定精度降低问题,在对线性扩张状态观测器(LESO)进行扰动估计分析及带宽受限分析的基础上,对快速幂次趋近进行了修正,进而提出了一种基于快速幂次趋近律的滑模自抗扰控制器,并进行了基于Lyapunov方法的系统稳定性分析。仿真结果表明,在扰动及参数摄动下,相较于传统滑模控制器和PID而言,使用新型控制器设计的系统具备更高的稳定精度,且抖振抑制效果显著;与趋近律未修正时的控制器相比,新型控制器能使系统维持高精度输出,另外,新型控制器的设计几乎不依赖系统模型信息。故所提方法能提高机载光电稳定平台控制系统的性能。 展开更多

关键词 机载光电稳定平台 线性扩张状态观测器 带宽受限 抖振抑制

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