1 中国科学院光电技术研究所, 成都 610209
2 中国科学院大学, 北京 100039
介绍了一种相机曝光控制实时误差补偿外同步信号产生方法。系统由一系列硬件和软件组成, 硬件包括通用GPS接收设备、信号接收整理模块和外同步信号相机电平匹配化模块；软件包括设计在可编程逻辑电路中的外同步信号频率生成与调整模块及外同步信号误差分析与调整模块、外同步信号生成模块及外同步信号相机逻辑匹配化模块。GPS接收设备接收卫星信号并实时输出时间B码, 信号接收整理模块将时间B码整理成可编程逻辑器件可以接收的电平信号, 可编程逻辑器件通过一系列处理模块生成目标相机的外同步信号, 随后外同步信号相机电平匹配化模块将外同步信号整理成相机匹配的电平信号来控制相机曝光。实践证明所提方法可以在不添加额外器件的情况下实现相机曝光时间的实时精确控制, 将连续成像的图像序列在时间上的精度从通常的数十微秒级提高到单微秒级。
可编程逻辑 曝光同步控制 误差分析 programming logic circuit exposure synchronization control error analysis
1 中国科学院光电技术研究所, 成都 610209
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中国科学院光束控制重点实验室, 成都 610209
4 电子科技大学 光电信息学院,成都 610054
提出一种基于衍射光栅的液晶相位调制特性测量方法.该方法利用液晶构建相位分别为0和φ的二值光栅, 通过傅里叶光学的方法推导衍射光栅第0级衍射光斑光强和调制相位φ之间的关系, 然后实测光强和液晶驱动电压之间的对应关系来得到相位和液晶驱动电压之间的对应关系, 即液晶相位光栅的相位调制特性.最后利用测量相位调制特性结果构建液晶相控阵, 用光束偏转误差验证调制特性测量结果, 相位测量误差小于1×10-3 rad.
衍射光栅 液晶 傅里叶光学 调制特性 相控阵 Diffraction gratings Liquid-crystal Fourier optics Modulating characteristic Phased array
1 重庆邮电大学 自动化学院,重庆 400065
2 中国科学院光电技术研究所,成都 610209
为了提高多个异类传感器构成的集中式融合跟踪系统的计算性能,提出一种基于等效传感器的融合跟踪方法。该方法假定各局部传感器能观测目标的全部属性,将其中实际不能观测的属性视为被剔除的野值,利用融合中心的目标状态估计进行重构,实现将维数不同的各异类传感器的量测映射成系统观测空间中维数相同的等效传感器量测。这样便可采用数据压缩滤波方法克服现有集中式融合跟踪方法的局限,降低计算量。实验结果表明,文中方法的跟踪精度与现有的并行滤波融合跟踪方法一致,但计算量更低且基本不随传感器数量的增加而增大。
目标跟踪 量测融合 异类传感器 等效传感器 target tracking measurement fusion dissimilar sensors equivalent sensor
1 中国科学院光电技术研究所,四川,成都,610209
2 中国科学院研究生院,北京,100039
提出并实现了基于实时预测轨迹修正的单检测型复合轴控制方法.利用一个目标探测与处理系统即可同时实现粗、精跟踪闭环.在目标提取困难时可有效提高跟踪可靠性,降低了光电跟踪设备对探测器的探测能力的苛刻要求及高度依赖性,同时,降低了粗精跟踪控制器带宽匹配的要求.本文在对比一般单检测型复合轴控制方法的基础上给出了实时轨迹修正单检测型复合轴控制方法的原理,速度修正所使用的预测滤波方法,以及跟踪实验结果.实验结果表明了该方法的有效性和可靠性.
实时轨迹修正 单检测型跟踪 Kalman滤波 复合轴控制 光电跟踪
1 重庆邮电大学,自动化学院,重庆,400065
2 中国科学院光电技术研究所,四川,成都,610209
为了提高光电跟踪设备进行卫星观测跟踪时的精度与平稳性,提出一种在跟踪过程中预测卫星位置的误差空间估计方法.该方法根据当前不完全有效与准确的实测数据,用动力学模型方法离线预测数据与离线预测误差表示卫星位置,在预测误差构成的误差空间中对其进行滤波与预测,再与离线预测数据合成以得到精度更高的卫星位置预测数据.实验结果表明,文中方法对卫星位置的预测数据精度比采用运动学模型的Kalman滤波方法高,在精度要求为1'的情况下,其能预测的时间范围比后者多25s以上,且误差随预测步长的增加,增长较缓慢.
光电目标跟踪 卫星跟踪 位置预测 误差空间估计
1 中国科学院光电技术研究所,四川,成都,610209
2 中国科学院研究生院,北京,100039
本文主要介绍利用USB2.0作为数据交换接口构建的双DSP模块化控制系统,重点讨论了采用USB接口的控制系统的构成,数据传输中的协议解析方法,接口器件的内部结构.通过该接口与双DSP的实时数据交换与控制的实现方法.在此基础上研制了高性能小型化模块化控制系统,该系统中有两块DSP,分别挂接数字采集通路和模拟采集通路.USB接口可以控制DSP的所有行为.并将该系统成功应用于一复合轴光电跟踪控制系统.本文分析了双检测型复合轴控制的原理.给出了复合轴控制主轴与子轴在此双DSP硬件平台上的实现方案.最后给出了试验结果,证明了这种构架的优越性.
控制器设计 实时传输 复合轴控制 USB2.0
1 中国科学院光电技术研究所,四川,成都,610209
2 中国科学院研究生院,北京,100039
为拓展光电捕获跟踪瞄准(ATP)系统的跟踪范围和应用范围,运用光学原理和智能控制理论,对实时变焦跟踪控制系统进行研究和设计.它根据跟踪目标的远近、大小和形状等因素实时改变跟踪电视镜头的焦距,从而改变跟踪视场,捕获各种复杂目标.并运用专家控制理论设计鲁棒PID控制器,使控制器能容忍系统参数变化.仿真和实验结果表明,跟踪系统不仅能灵活快速地捕获跟踪各种复杂的目标,且动态性能和稳态性能均达到系统的要求,成功完成实时连续变焦与控制功能.
ATP系统 实时变焦 跟踪视场 专家控制 鲁棒PID控制器
1 中国科学院光电技术研究所,四川,成都,610209
2 中国科学院研究生院,北京,100039
针对卫星跟踪中的位置预测问题,分析了动力学模型方法的预测误差组成,提出一种用测量数据来计算预测数据时间误差的序列匹配算法,并讨论了空间误差的计算方法.仿真结果表明,提出的时间校正和空间误差补偿方法的预测精度比动力学模型和Kalman滤波法的预测精度高;即在相同的精度要求下,序列匹配算法能预测的时间范围是Kalman滤波法的1.5倍以上.
卫星跟踪 位置预测 序列匹配 目标跟踪
1 中国科学院光电技术研究所,四川,成都,610209
2 中国科学院研究生院,北京,100039
为提高ATP系统的跟踪精度和快速性,将模糊控制引入单神经元自适应PID控制中,提出单神经元模糊PID控制.它运用有监督的Hebb学习规则在线修正PID参数,而神经元的比例系数则由Sugeno模糊逻辑系统根据系统的误差和误差变化量大小进行调整,使控制系统对动态过程信息的利用程度达到最优.仿真和实验结果表明,系统不仅具有自学习和自适应能力,且动态性能和稳态性能都优于经典PID控制,超调量减小0.95%;上升时间和调节时间均减小1s左右;稳态误差减小1.19'.满足现代高精度跟踪系统的需求.
单神经元 模糊控制 PID控制 动态性能 光电跟踪系统
1 中国科学院光电技术研究所,四川,成都,610209
2 中国科学院研究生院,北京,100039
建立了音圈电机驱动快速反射镜的控制回路模型,并利用该模型对实际对象的参数进行了辨识.设计调节器时从闭环特性入手,采用了基于理想闭环特性(最佳二阶特性)的逆向设计方法.该方法只需调整两个物理意义明确的控制参数阻尼系数和自然频率,可以得到较好的实际效果,从而提高了调节器设计的简洁性与实用性.经试验与仿真验证,该方法效果明显,扰动抑制带宽能达到采样频率的1/6左右,闭环带宽达到采样频率的1/5.
快速反射镜 闭环特性 音圈电机 系统辨识
