导读:本文包含了光电稳定跟踪论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:视轴稳定控制,预测滤波,降阶扩张状态观测器,扰动隔离性能
光电稳定跟踪论文文献综述
方宇超[1]（2018）在《光电跟踪稳定平台控制系统关键技术研究》一文中研究指出光电跟踪稳定平台作为“侦察无人机之眼”,广泛应用于敌情侦察、目标定位、森林防火和人员搜救等领域。随着无人机的研制水平越来越高,对光电跟踪稳定平台测量设备的探测距离越来越远,分辨率越来越高,探测距离的增加和分辨率的提高对光电跟踪平台的控制稳定性提出了更高要求。光电稳定平台的跟踪精度与稳定精度直接影响着整个系统对目标的成像质量,而实际上,由于飞机本身存在多种振动源,加之在飞行过程中外部大气湍流也对平台造成扰动干扰,因此为确保光电视轴稳定平台使其承载的成像/跟踪系统视轴相对于惯性空间保持稳定,并隔离各种振动造成的视轴抖动,必须对光电跟踪稳定平台进行抗扰控制。以“小型昼夜侦察光电稳定云台研究”项目需求为依托,根据其对跟踪精度与分辨率的新要求,本文针对机载两轴四框架光电跟踪稳定平台的抗扰控制技术进行了深入研究。首先,对国内外光电稳定平台控制技术的发展状况进行了深入的调查研究,回顾了光电稳定平台控制技术的发展历程,介绍了国内外光电稳定平台控制技术的最新发展动态和性能特点。针对机载光电跟踪稳定平台的工作环境要求和平台光电载荷、机械结构、伺服控制系统的性能要求,深入分析了各负载框架惯量与各个框架间角变量间的函数关系,构建了各框架惯量与控制量的数学模型,对电机的控制量进行了实时调整,为实现光电跟踪稳定平台视轴指向保持最佳稳定精度提供了理论支撑。其次,为了降低陀螺信号测量误差对平台视轴稳定精度的影响,以IMU光纤陀螺信号数学模型为基础,综合其数学期望、方差和功率谱密度等重要统计特征量,分析了影响跟踪测量误差的因素,利用渐消卡尔曼滤波器对IMU光纤陀螺原始信号进行了预测滤波处理。实验结果表明:1.相比陀螺原始信号曲线和巴特沃斯滤波曲线,渐消卡尔曼滤波算法的滤波曲线最为平滑并且能够反映出信号的真实趋势,效果最好;2.通过陀螺信号滤波前后统计特征量表明,渐消卡尔曼滤波算法不能彻底滤除零位误差,但信号的方差下降50%以上,有效滤除了信号中的高频噪声。然后,以提高光电跟踪稳定平台跟踪精度为目标,采用惯性导航技术依次建立了光电跟踪平台坐标系、载机坐标系、当地地理坐标系、地心坐标系及WGS-84大地坐标系,并通过光电平台的方位角、俯仰角和激光测距值等原始信息,依据其齐次变换关系,分析计算了各个坐标系内转角精度对跟瞄精度的联合作用,进而解算出目标的经度、纬度和高度信息,为精确控制光电跟踪稳定平台的转角及跟踪精度提供了可靠的数据支撑。最后,以提高光电跟踪稳定平台视轴稳定精度为目的,构建了光电跟踪平台视轴速度稳定回路的数学模型,并引入电流环对该数模进行简化处理,以等效系统中扰动作用的方法引入扰动总和的思想,提出了一种基于自抗扰控制器的改进型视轴稳定控制方法,设计了含有降阶扩张状态观测器的自抗扰控制器,对扰动总和实时观测并进行线性化前馈补偿。进行了平台视轴速度稳定仿真实验,实验结果表明,在同一带宽频率下,自抗扰控制系统相比PI控制系统的阶跃响应稳定时间减小32.53%,超调幅值减小72.73%;当引入幅值为1°频率在2.5Hz以内的正弦扰动作用时,自抗扰控制系统较PI控制系统的扰动隔离度提升了54.67%以上。随后在机载光电跟踪稳定平台实际视轴稳定系统中详细地进行了传统PI控制系统与本文设计的自抗扰控制系统的对比实验,实验结果验证了仿真实验中得出的结论,有效提高了系统扰动隔离性能,证明了本文设计的自抗扰控制系统满足光电跟踪稳定平台视轴稳定的性能要求,对提升视轴稳定精度有较高实用价值。(本文来源于《长春理工大学》期刊2018-03-01）
王宣[2]（2017）在《机载光电平台稳定跟踪系统关键技术研究》一文中研究指出机载光电平台作为无人机的有效载荷,在军用、警用、民用等领域发挥着重要作用。在机载光电平台稳定跟踪系统的实际应用中,暴露出一些亟待解决的问题:长时间跟踪目标时,出现目标漂移的问题;目标被云、树木等遮挡,造成目标丢失的问题;大雾、雨雪等恶劣天气或目标采取伪装措施,导致无法依靠图像特征跟踪目标的问题。本文针对这些实际问题进行了研究。针对长时间跟踪目标时,由于误差累积,产生目标漂移的问题,在图像跟踪器中采用基于域均值粒子群优化的均值漂移目标跟踪算法。针对目标容易被云、树木等遮挡的问题,在图像跟踪器中采用基于局部敏感直方图的目标跟踪算法,进行抗遮挡跟踪。机载光电平台的伺服系统与图像跟踪器形成闭环,伺服系统驱动光电平台,使其视轴始终对准目标。针对大雾、雨雪等恶劣天气或目标采取了伪装措施,导致图像跟踪器无法依靠图像特征跟踪目标时,本文采用地理坐标跟踪的方法。该方法分为目标定位和目标引导两个步骤,首先根据光电平台的姿态信息、激光测距值和无人机的姿态信息,实时解算并存储目标的经纬度。当无人机位置、姿态变化后,目标地理坐标跟踪系统实时解算出光电平台应指向的方位角和俯仰角,机载光电平台的伺服系统与地理坐标跟踪系统形成闭环,利用伺服系统驱动光电平台,使其视轴始终对准目标。针对地理坐标跟踪模式下,增加焦距,只能对主目标(视场中心目标)进行详查,造成对次目标(非视场中心目标)跑出视场的问题,本文采用多目标实时定位的方法,对可见光摄像机视场中的多个目标同时进行定位,并在线存储多个目标的地理坐标值,操作手对一个目标观察完毕后,光电平台可自动将下一个目标通过地理坐标跟踪的方法引导入视场。本文建立了多目标定位模型与变焦距镜头畸变实时校正方法,提高了目标的定位精度。本文的主要研究成果如下:(1)传统Mean-shift目标跟踪算法,在长时间跟踪后,容易出现目标漂移。本文提出了一种基于域均值粒子群优化的均值漂移目标跟踪算法模型,该模型包含了目标颜色的空间分布信息,在跟踪过程中,如出现较复杂背景的干扰,该模型可以通过核密度估计继续跟踪未被干扰的部分。与传统的Mean-shift跟踪算法相比,在长时间目标跟踪过程中,基于域均值粒子群优化的均值漂移目标跟踪模型具有更好的跟踪稳定性,不易出现目标漂移。(2)传统局部敏感直方图目标跟踪算法,在目标被遮挡后,易发生目标丢失。本文提出了顶层区域、子区域的概念,建立了分层局部敏感直方图跟踪算法模型。根据顶层模板被遮挡的情况,通过扩大或缩小模板并调整特征更新速度,有效解决了目标在长时间被遮挡后,目标模板被错误更新的问题。(3)建立了地理坐标跟踪误差模型,并对影响主目标(视场中心目标)定位精度的因素进行了分析,地理坐标跟踪方法解决了单纯依靠图像跟踪器不能在目标特征不明显、恶劣天气下跟踪目标的问题。推导了变焦距镜头畸变对定位精度的影响,提出了变焦距镜头实时畸变校正方法,有效提高了多目标的定位精度。通过同时存储多个次目标(非视场中心目标)的地理坐标值,光电平台依次将各个目标引导入视场,有效解决了单纯依靠图像跟踪器不能持续跟踪可见光镜头视场外多个目标的问题,提高了光电平台的侦察效率,满足机载光电平台的实际需求。通过外场实验,验证了在短焦距情况下,运用地理坐标跟踪方法对目标进行稳定跟踪是可行的。(本文来源于《中国科学院长春光学精密机械与物理研究所》期刊2017-05-01）
谢瑞宏[3]（2017）在《机载光电平台伺服系统稳定与跟踪控制技术的研究》一文中研究指出由于能够在机载环境下迅速捕获、跟踪、瞄准运动目标,机载光电平台被广泛地应用于航空侦察、测量定位以及打击效果评估等领域。近几年来机载光电稳定平台中不断采用新型的材料以及高性能探测器,远距离、高精度成为机载光电平台需要解决的问题。尤其是探测距离,已经从十几公里渐渐提升至几十公里、甚至几百公里。远距离、高精度的航空侦察、测量定位以及精确打击等的发展对侦察图像的清晰度以及目标定位精度等的要求不断提高,这对机载光电平台伺服系统视轴稳定精度与跟踪精度的要求也越来越高。在机载光电稳定平台的工作过程中,伺服控制系统总会受到模型干扰,力矩、角速度干扰以及传感器执行器噪声干扰等等。一般情况下,机载光电稳定平台的模型不能精确获得,其系统本身的特性受外界环境的影响而变化,同时力矩、角速度干扰,传感器执行器等噪声干扰也是不确定时变的。为解决机载光电平台的上述不确定性问题以及提高系统的稳定精度、跟踪精度,本文以某型两轴四框架机载光电稳定平台伺服系统为研究对象,主要对伺服控制系统的稳定与跟踪进行了以下几方面的研究工作:(1)本文首先分析机载光电稳定平台的性能需求以及系统的组成,并在此基础上讨论了机载光电稳定平台工作流程以及伺服系统的四种工作状态。然后本文详细分析了伺服控制系统中光电编码器、速率陀螺以及控制电机的种类与特性,为机载光电稳定平台伺服控制系统中传感器、执行器的选择提供了依据,进而为设计理想的伺服系统控制器奠定了硬件基础。(2)本文将机载光电稳定平台中的扰动分为模型干扰,力矩、角速度干扰以及传感器执行器等噪声干扰叁大类,并详细地分析了机载光电平台的各类扰动的特点以及抑制方法。然后基于直流有刷力矩电机建立了伺服系统速度环、位置环双闭环控制模型。同时在此模型的基础上介绍了机载光电平台伺服系统开环相位裕度、闭环带宽、闭环力矩刚度以及扰动隔离度等性能要求,为伺服系统的设计提供了依据。(3)基于机载光电平台模型以及干扰的不确定性等特点,本文讨论了几种经典控制策略和现代控制策略,最终选择了鲁棒控制策略设计机载光电稳定平台伺服系统速度环控制器。在分析标准鲁棒H_∞控制的基础上,本文详细讨论了机载光电平台伺服系统混合灵敏度H_∞控制器的设计并提出了基于频率响应的加权函数确定,解决了系统性能指标的转换问题等问题。实验表明本文设计的混合灵敏度H_∞控制器在抑制模型扰动,力矩、角速度扰动以及响应速度等性能方面均优于PI控制器以及本文设计的自抗扰控制器,在1°1Hz扰动情况下伺服系统稳定精度优于8μrad。(4)本文介绍了在跟踪工作状态下机载光电稳定平台中脱靶量的生成过程,并在此基础上得出了机载光电平台伺服系统接收到的脱靶量信息存在不确定有界时变滞后延迟这一结论,并分析了脱靶量滞后对机载光电稳点平台跟踪系统的稳定性以及跟踪精度等性能的影响。在介绍了常用的基于匀加速模型的Kalman预测滤波方法与其缺点之后,本文提出了基于当前统计Singer模型的不确定有界时变延迟的补偿,实验结果表明该方法优于递推确定延迟Kalman、H_∞预测滤波方法。在机载光电稳定平台的跟踪实验中,在1°1Hz扰动下伺服系统跟踪10°0.2Hz目标的跟踪精度优于0.5mrad。(本文来源于《中国科学院长春光学精密机械与物理研究所》期刊2017-04-01）
赵薇[4]（2016）在《基于高精度舰载光电稳定跟踪伺服系统的复用技术研究》一文中研究指出光电稳定跟踪系统能够隔离载体扰动被广泛在不同领域。本文详细研究了舰载光电稳定跟踪伺服系统稳定技术及陀螺复用技术。舰载光电稳定跟踪系统具有隔离舰船载体横向和纵向摇摆扰动能力,能够使光学探测器保持稳定,输出清晰的图像,依据视频跟踪器解算脱靶量,实时跟踪、监视目标,输出目标位置信息。本论文主要深入研究了光电稳定跟踪系统在不稳定的舰船载体上使用时,其稳定原理、伺服控制系统设计等方面的内容;同时本文根据光电稳定跟踪系统的舰载特点,利用其内部现有的惯性敏感元件,使舰载光电稳定跟踪系统在完成稳像、侦察、搜索、跟踪等功能的基础上,通过惯性器件陀螺复用的研究,结合姿态解算,得到载体的姿态角、姿态角速度等捷联惯导信息。首先,详细分析了两轴舰载光电稳定跟踪系统的工作原理,确定了分析系统工作原理的数学基础、系统的空间坐标系及相关参数,并推导了系统的隔离方程;对舰载光电稳定跟踪伺服系统的数学模型的建立进行了详细的分析,设计与分析了速度稳定环,分析了传统的单速度稳定环的局限,采用双速度稳定环的优势。其次,研究了视轴稳定系统的姿态信息解算原理,建立了瞄准线坐标系,并推导了基于陀螺复用技术的姿态解算方程。再次,本文详细分析了舰载光电稳定跟踪伺服系统控制的组成。完成了主要器件的选型。对系统的硬件设计、软件设计进行了深入研究。最后,对舰载稳定跟踪系统的各个环节进行数学模型分析,根据各个环节的数学模型,利用软件进行仿真,验证设计的有效性;论述了摇摆试验、航行试验,并对数据进行分析。(本文来源于《哈尔滨工程大学》期刊2016-12-01）
白帅[5]（2015）在《空间二维光电转台的高稳定捕获跟踪技术研究》一文中研究指出经过几十年的研究,空间光通信终端已经经历了两代的发展,并且各国开展了一系列的在轨光通信实验,取得了辉煌的成绩。由于激光的方向性极强,需要专门的捕获、跟踪、瞄准(Acquisition,Tracking and Pointing,简称ATP)系统来建立并维持高精度对准的光学链路。空间光通信的链路可通率和通信误码率分别对ATP系统的捕获稳定性和跟瞄精度提出了要求,同时,ATP系统还面临着空间环境和空间平台带来的挑战。所以,ATP技术是空间光通信的关键技术之一。本论文基于中国科学院知识创新工程重大项目,以星地量子通信的星载ATP系统研制为背景,研究基于空间二维光电转台结构的高稳定捕获和跟踪技术。论文的工作主要包括:介绍了ATP工作流程、系统构成和工作原理,以及二维光电转台的硬件构成与软件算法,总结了常见的捕获跟踪性能测试方法,并测试了系统的基本性能;对影响系统性能的外部环境约束进行了分析,包括大气信道特性,卫星平台扰动,以及空间热环境的影响;分析了捕获方法和捕获灵敏度,针对捕获系统面临的实际问题,提出了若干优化算法,提高了捕获的稳定性;综合分析了二维光电转台的跟踪误差,探讨了系统极限跟踪性能的限制因素,并指出提高跟踪精度的思路。论文的主要创新点有:1)考虑到光通信链路中断后快速恢复的需求,提出了基于角度信息预测滤波的快速重捕获方法。根据星地光通信指向角的特点,提出改进的有限记忆滤波算法。仿真结果表明,算法在3s内的预测精度优于0.05?,5s内的预测精度优于0.1?。实验结果表明,经历约5s的无光期后,系统能够在1s内完成重捕获。相比之下,扫描捕获方法通常需要数十秒,因此该方法可有效提高光通信链路的可通率。2)针对弱光捕获的鲁棒性问题,提出了变值速度约束的捕获优化方法。利用质心轨迹和测角信号预测得到星地相对运动速度作为速度约束的基准,实现捕获速度的变值约束。仿真和实验结果表明,优化方法使捕获灵敏度提升了约5d B。该方法在某星地量子通信ATP系统中得到了应用,地面测试显示其显着提高了信标捕获过程的稳定性。另外,对于功率受限的深空光通信链路,该方法也能够提高其链路建立的成功率。3)从系统的角度综合分析了二维光电转台的跟踪性能。分析结果表明,对二维光电转台的跟踪精度影响最大的是探测器帧频有限引起的采样延迟误差,系统的极限带宽则同时受制于机械谐振频率和探测器帧频。同时指出了利用CMOS探测器变窗手段提高跟踪精度的思路。理论分析表明,利用变窗跟踪方法能够将二维转台的极限跟踪带宽由4Hz提升到15Hz,从而使跟踪精度由20~30urad提高到10urad量级。论文的研究结果对空间光通信的高稳定捕获跟踪技术起到一定促进作用。综合本文提出的若干方法和思路,有助于实现基于二维光电转台结构的小型化非复合轴ATP终端。由于其结构简化、稳定性好,对于近距离和中等速率的空间光通信具有实用价值。(本文来源于《中国科学院研究生院(上海技术物理研究所)》期刊2015-04-01）
王科伟,王小怡,王晶,刘召庆,王生让[6]（2015）在《光电跟踪系统稳定精度测试方法研究》一文中研究指出针对光电跟踪系统稳定精度测试需求,提出一种稳定精度动态测试方法。该方法基于光学自准直原理,采用面阵CCD探测器,结合图像求取质心算法,实现被测系统的动态测试,通过该装置获得了稳定精度测试结果。结果表明:测试50μrad级两轴两框架系统动态稳定精度,通过该测试方法测出其稳定精度最大为48μrad。(本文来源于《应用光学》期刊2015年01期）
陈康,杨士义,穆仕博,杨士义[7]（2014）在《一种光电稳定跟踪平台速度及加速度性能的分析和设计方法》一文中研究指出本文利用二阶系统与光电稳定跟踪平台响应的相似性,通过对二阶系统模型参数与系统指标的计算分析,得到平台速度及加速度性能与系统指标的关系,可为工程设计提供参考。(本文来源于《内江科技》期刊2014年08期）
仝昭军[8]（2014）在《光电跟瞄平台稳定跟踪控制系统研究》一文中研究指出光电跟瞄平台作为惯性导航和制导系统的关键部分，其稳定性与控制精度对整个精确制导系统有很大的影响，因此对光电跟瞄平台控制系统的研究具有重要的现实意义和理论指导作用。平台的工作环境复杂、干扰严重，环架之间存在着较强的耦合关系，光电传感器和视频跟踪器引起的大滞后也会造成很大的动态误差和降低系统的稳定性。因此光电跟瞄平台控制性能的改善需要从提高稳定控制的鲁棒性、抗干扰能力和跟踪精度等几方面进行研究。首先在分析叁轴环架光电跟瞄平台工作原理和结构的基础上，不考虑环架之间的耦合，根据各部分的机械、受力和电路等方程，建立各部分相对应的传递函数，进而得到平台各环架的数学模型。稳定回路设计了PID控制器，仿真结果表明系统控制效果较好，超调量变小，但是稳定性与抗干扰能力比较差。采用比例策略的变结构控制，推导滑模存在的条件，选择合适的比例参数,，设计趋近律u (x1x2) sgn(s)的滑模变结构控制器。把所设计的变结构控制器与PID控制相结合控制平台框架的稳定回路。仿真结果表明比例变结构PID控制的平台框架稳态误差减小，有较高的稳态精度和响应速度，控制性能较PID控制明显提高。对模糊PID控制器加入变论域思想，选择合理的伸缩因子,，分别设计了叁个环架的变论域模糊PID跟踪控制器。仿真研究表明，系统的抗干扰能力增强，较模糊PID控制，进入稳态的时间变短，超调量变小，控制性能得到一定提高。跟踪回路加入Smith预估器对光电传感器和视频跟踪器引起的纯滞后进行补偿。研究显示Smith预估器能有效补偿系统的延迟，并降低了系统的超调量与调节时间。综上所述，稳定回路采用比例变结构PID控制，跟踪回路用变论域模糊PID控制器，同时加入Smith预估器补偿系统延迟，对光电跟瞄平台能取得满意的控制效果。(本文来源于《河南科技大学》期刊2014-05-01）
董小坤[9]（2014）在《光电平台视轴稳定与跟踪技术研究及实现》一文中研究指出运动中的载体，受到外部干扰或自身姿态变换过程中，通过框架的耦合造成视轴的不稳定，进而影响着光电设备的正常工作。光电平台稳定控制技术的研究是保证运动载体中载荷正常工作的必然要求。本文结合实验室项目需求，设计了一种以DSP+FPGA为核心的数字式稳定平台控制系统。系统以TMS320F2812为主芯片，通过外部总线读取FPGA内部双口RAM中存储的陀螺速率信息和编码器角度信息，继而实现控制规律的解算，输出的PWM经驱动放大后调整两轴稳定平台的视轴，实现视轴稳定；FPGA作为协处理单元，主要完成陀螺速率、编码器角度等信息的采集和预处理工作。结合上述任务需求，本文做了以下四个方面的工作：1.从牛顿力学出发，建立了稳定平台控制系统模型，并分析了影响视轴稳定的关键因素及其解决方案；2.利用经典控制理论的办法，获取控制系统的初始化参数，结合自适应PID控制算法——去伪控制，设计了稳定平台控制器。3.搭建了DSP+FPGA双核伺服控制器的硬件系统，并给出程序的实现流程图及硬件调试结果。4.从仿真和硬件调试两方面出发，给出智能控制的仿真实验结果和PID控制算法的硬件实现，试验结果表明，稳定平台控制精度在仿真过程达到4.7mrad，硬件中实现了视轴稳定控制。文章最后对整个伺服控制系统进行总结，指出系统设计中的不足。(本文来源于《中国科学院研究生院（西安光学精密机械研究所）》期刊2014-05-01）
陈星[10]（2014）在《光电稳定跟踪平台陀螺信号处理技术研究》一文中研究指出作为惯性技术的一个重要应用领域，光电稳定跟踪平台因其能隔离载体运动对载荷的干扰，得以在现代武器系统和民用设备中广泛应用。鉴于国外对我国惯性技术的封锁以及我国惯性技术起步晚、相对西方发达国家技术落后的基本国情，开展光电稳定跟踪平台关键技术研究工作具有重要的现实意义和应用价值。本文针对某型光电稳定跟踪平台应用需求，设计了基于MEMS陀螺的两轴稳定系统，阐述了稳定平台的设计要求、整体方案和具体实现方法。该平台以小型化为目标，采用MEMS陀螺仪敏感框架的角速度信号，利用增量型PID控制算法进行数字伺服控制系统的设计和实现，重点进行MEMS陀螺随机漂移误差分析、模型建立与辨识及滤波补偿研究工作。文中首先叙述了光电稳定平台的应用领域及国内外研究现状，然后利用CATIA软件进行了结构设计与仿真，接着分析了平台伺服系统控制策略、PID控制算法原理以及机械结构、干扰力矩和陀螺信号误差等对平台稳定精度的影响；其次对MEMS陀螺随机误差及模型辨识方法进行了论证，利用Allan方差法分析了MEMS陀螺随机误差的组成，并建立了相应的ARMA模型进行拟合预测；最后采用卡尔曼滤波有效降低了MEMS陀螺的输出噪声，提高了稳定控制精度。(本文来源于《中北大学》期刊2014-04-20）
光电稳定跟踪论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
机载光电平台作为无人机的有效载荷,在军用、警用、民用等领域发挥着重要作用。在机载光电平台稳定跟踪系统的实际应用中,暴露出一些亟待解决的问题:长时间跟踪目标时,出现目标漂移的问题;目标被云、树木等遮挡,造成目标丢失的问题;大雾、雨雪等恶劣天气或目标采取伪装措施,导致无法依靠图像特征跟踪目标的问题。本文针对这些实际问题进行了研究。针对长时间跟踪目标时,由于误差累积,产生目标漂移的问题,在图像跟踪器中采用基于域均值粒子群优化的均值漂移目标跟踪算法。针对目标容易被云、树木等遮挡的问题,在图像跟踪器中采用基于局部敏感直方图的目标跟踪算法,进行抗遮挡跟踪。机载光电平台的伺服系统与图像跟踪器形成闭环,伺服系统驱动光电平台,使其视轴始终对准目标。针对大雾、雨雪等恶劣天气或目标采取了伪装措施,导致图像跟踪器无法依靠图像特征跟踪目标时,本文采用地理坐标跟踪的方法。该方法分为目标定位和目标引导两个步骤,首先根据光电平台的姿态信息、激光测距值和无人机的姿态信息,实时解算并存储目标的经纬度。当无人机位置、姿态变化后,目标地理坐标跟踪系统实时解算出光电平台应指向的方位角和俯仰角,机载光电平台的伺服系统与地理坐标跟踪系统形成闭环,利用伺服系统驱动光电平台,使其视轴始终对准目标。针对地理坐标跟踪模式下,增加焦距,只能对主目标(视场中心目标)进行详查,造成对次目标(非视场中心目标)跑出视场的问题,本文采用多目标实时定位的方法,对可见光摄像机视场中的多个目标同时进行定位,并在线存储多个目标的地理坐标值,操作手对一个目标观察完毕后,光电平台可自动将下一个目标通过地理坐标跟踪的方法引导入视场。本文建立了多目标定位模型与变焦距镜头畸变实时校正方法,提高了目标的定位精度。本文的主要研究成果如下:(1)传统Mean-shift目标跟踪算法,在长时间跟踪后,容易出现目标漂移。本文提出了一种基于域均值粒子群优化的均值漂移目标跟踪算法模型,该模型包含了目标颜色的空间分布信息,在跟踪过程中,如出现较复杂背景的干扰,该模型可以通过核密度估计继续跟踪未被干扰的部分。与传统的Mean-shift跟踪算法相比,在长时间目标跟踪过程中,基于域均值粒子群优化的均值漂移目标跟踪模型具有更好的跟踪稳定性,不易出现目标漂移。(2)传统局部敏感直方图目标跟踪算法,在目标被遮挡后,易发生目标丢失。本文提出了顶层区域、子区域的概念,建立了分层局部敏感直方图跟踪算法模型。根据顶层模板被遮挡的情况,通过扩大或缩小模板并调整特征更新速度,有效解决了目标在长时间被遮挡后,目标模板被错误更新的问题。(3)建立了地理坐标跟踪误差模型,并对影响主目标(视场中心目标)定位精度的因素进行了分析,地理坐标跟踪方法解决了单纯依靠图像跟踪器不能在目标特征不明显、恶劣天气下跟踪目标的问题。推导了变焦距镜头畸变对定位精度的影响,提出了变焦距镜头实时畸变校正方法,有效提高了多目标的定位精度。通过同时存储多个次目标(非视场中心目标)的地理坐标值,光电平台依次将各个目标引导入视场,有效解决了单纯依靠图像跟踪器不能持续跟踪可见光镜头视场外多个目标的问题,提高了光电平台的侦察效率,满足机载光电平台的实际需求。通过外场实验,验证了在短焦距情况下,运用地理坐标跟踪方法对目标进行稳定跟踪是可行的。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
光电稳定跟踪论文参考文献
[1].方宇超.光电跟踪稳定平台控制系统关键技术研究[D].长春理工大学.2018
[2].王宣.机载光电平台稳定跟踪系统关键技术研究[D].中国科学院长春光学精密机械与物理研究所.2017
[3].谢瑞宏.机载光电平台伺服系统稳定与跟踪控制技术的研究[D].中国科学院长春光学精密机械与物理研究所.2017
[4].赵薇.基于高精度舰载光电稳定跟踪伺服系统的复用技术研究[D].哈尔滨工程大学.2016
[5].白帅.空间二维光电转台的高稳定捕获跟踪技术研究[D].中国科学院研究生院(上海技术物理研究所).2015
[6].王科伟,王小怡,王晶,刘召庆,王生让.光电跟踪系统稳定精度测试方法研究[J].应用光学.2015
[7].陈康,杨士义,穆仕博,杨士义.一种光电稳定跟踪平台速度及加速度性能的分析和设计方法[J].内江科技.2014
[8].仝昭军.光电跟瞄平台稳定跟踪控制系统研究[D].河南科技大学.2014
[9].董小坤.光电平台视轴稳定与跟踪技术研究及实现[D].中国科学院研究生院（西安光学精密机械研究所）.2014
[10].陈星.光电稳定跟踪平台陀螺信号处理技术研究[D].中北大学.2014