[發明專利]基于MEMS陀螺的位標器系統及其跟蹤方法

有效

• 申請號: 201110434107.3
• 申請日: 2011-12-22
• 公開（公告）號: CN103175445A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發明（設計）人: 任亞飛;葛運旺;白旭燦
• 申請（專利權）人: 洛陽理工學院
• 主分類號: F41G3/00
• 分類號: F41G3/00
• 代理公司: 鄭州中原專利事務所有限公司 41109
• 代理人: 霍彥偉

技術領域

本發明屬于信號處理技術領域，具體涉及一種基于微機電MEMS(Micro-Electro?Mechanical?System)陀螺的位標器系統。

背景技術

導彈要在空中完成對目標的探測和跟蹤任務，需要一個彈載的平臺和搭載一個在該平臺上有探測設備組成的集成系統，在硬件表現形式上稱之為“位標器”，?廣泛應用于紅外制導控制系統中。位標器是一個典型的光、機、電結合的復雜組件，涉及的技術范圍非常廣泛。隨著紅外成像制導技術應用的不斷擴展，急需解決如何提高視線穩定能力、擴大跟蹤范圍以及小型化、提高抗惡劣環境能力等問題。

目前大多數位標器里面的穩定平臺用的是機械陀螺，具有體積大，重量大，安裝難度大以及成本高等缺點。光纖陀螺同激光陀螺類似，由于制作工藝復雜，具有成本高，對振動不敏感，不利于批量生產等缺點。本發明的途徑在于對制導信號進行分析，采用MEMS陀螺搭建位標器的穩定平臺，該系統具有體積小，重量小，成本較低，易于批量生產以及隔離度高等優點。

發明內容

本發明要解決的技術問題是現有位標器體積大、重量大、成本高，提供一種體積小、重量小、成本低的基于MEMS陀螺的位標器系統，還介紹了該系統的跟蹤方法。

本發明的技術方案是以下述方式實現的：一種基于MEMS陀螺的位標器系統，包括運動載體模塊，用于產生動態；電機及穩定平臺模塊，安裝在運動載體模塊上，用于控制運動載體的狀態；紅外探測模塊，安裝在電機及穩定平臺模塊上，用于探測機動目標模塊的狀態；信號處理模塊，用于接收紅外探測模塊的信號，并將該信號處理后傳輸至光電跟蹤控制模塊；光電跟蹤控制模塊，接收信號處理模塊的信息并將處理后的信號傳輸至視軸穩定控制模塊；MEMS陀螺模塊，安裝在電機及穩定平臺模塊上，檢測電機及穩定平臺模塊的狀態；陀螺信號處理模塊，處理MEMS陀螺模塊的檢測信息并輸送至視軸穩定控制模塊；視軸穩定控制模塊，接收陀螺信號處理模塊和光電跟蹤控制模塊的信息，把穩定后的信號送入功率驅動模塊；功率驅動模塊，根據視軸穩定控制模塊的信息控制電機及穩定平臺模塊。

一種基于MEMS陀螺的位標器系統的跟蹤方法，是按照下述步驟進行的：

步驟1：紅外探測模塊探測機動目標模塊的狀態，把探測信息傳遞給信號處理模塊，然后把處理后的信息送到光電跟蹤控制模塊，然后將處理跟蹤結果送入視軸穩定控制模塊等待處理；

步驟2：MEMS陀螺模塊敏感電機及穩定平臺模塊的穩定狀態，把測量的信號傳遞給陀螺信號處理模塊，然后把處理后的測量信號送入視軸穩定控制模塊等待處理；

步驟3：視軸穩定控制模塊把陀螺信號處理模塊、光電跟蹤控制模塊的信號穩定后送入功率驅動模塊；控制電機及穩定平臺模塊。

與現有技術相比，本發明采用MEMS陀螺，使位標器體積和重量有效減小，生產成本降低，且本位標器敏感性和隔離度高，系統性能穩定、工作可靠，可以為多種紅外探測設備提供準確的穩定平臺。本發明的實用性更高，靈敏度和穩定性更好。

附圖說明

圖1是本發明的原理框圖。

圖2是本發明工作流程圖。

具體實施方式

如圖1所示，本發明的位標器系統，包括運動載體模塊1，用于產生動態；電機及穩定平臺模塊2，安裝在運動載體模塊1上，用于控制運動載體的狀態；紅外探測模塊3，安裝在電機及穩定平臺模塊2上，用于探測機動目標模塊10的狀態；信號處理模塊4，用于接收紅外探測模塊3的信號，并將該信處理后傳輸至光電跟蹤控制模塊5；光電跟蹤控制模塊5，接收信號處理模塊4的信息并將處理后的信號傳輸至視軸穩定控制模塊8；MEMS陀螺模塊6，安裝在電機及穩定平臺模塊2上，檢測電機及穩定平臺模塊2的狀態；陀螺信號處理模塊7，處理MEMS陀螺模塊6的檢測信息并輸送至視軸穩定控制模塊8；視軸穩定控制模塊8，接收陀螺信號處理模塊7和光電跟蹤控制模塊5的信息，把穩定后的信號送入功率驅動模塊9；功率驅動模塊9，根據視軸穩定控制模塊8的信息控制電機及穩定平臺模塊2。