[發(fā)明專利]一種基于信息融合濾波的陀螺穩(wěn)定座架角度確定方法

有效

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• 申請日: 2016-05-20
• 公開（公告）號: CN107402003B
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發(fā)明（設計）人: 扈光鋒;曲雪云;張凌宇;張叢巨;林思剛;張士鈺;劉壘;劉崇亮;周東靈;林翰;徐興華
• 申請（專利權）人: 北京自動化控制設備研究所
• 主分類號: G01C19/00
• 分類號: G01C19/00;B64D47/08
• 代理公司: 核工業(yè)專利中心 11007
• 代理人: 高安娜

本發(fā)明屬于航空測繪技術，具體公開了一種基于信息融合濾波的陀螺穩(wěn)定座架角度確定方法。采用信息融合的方法解決了傾角傳感器在高頻時敏感到的陀螺穩(wěn)定座架角度信息失真問題。當陀螺穩(wěn)定座架處于不大于某一環(huán)境頻率的工作環(huán)境下，采用請教傳感器敏感到的角度信號通過低通濾波后作為陀螺穩(wěn)定座架的角度信息；當陀螺穩(wěn)定座架處于小于某一環(huán)境頻率的工作環(huán)境下，采用速率陀螺敏感到的角速度信號通過高通濾波后進行積分運算作為陀螺穩(wěn)定座架的角度信息，實現(xiàn)了陀螺穩(wěn)定座架利用自身的傳感器(傾角傳感器和速率陀螺)準確敏感陀螺穩(wěn)定座架角度信息的功能。

技術領域

本發(fā)明屬于航空測繪技術，具體涉及一種陀螺穩(wěn)定座架角度數(shù)據(jù)采集方法。

背景技術

陀螺穩(wěn)定座架是為航空測繪相機設計的三軸穩(wěn)定控制平臺，其主要作用是隔離載機低頻搖擺，保持航空測繪相機平穩(wěn)，從而克服氣流和其它干擾因素等對航空攝影的影響，提高航拍質量和效率。陀螺穩(wěn)定座架中的角度傳感器采用的是傾角傳感器，傾角傳感器在高頻工作環(huán)境下輸出的角度信息失真，導致陀螺穩(wěn)定座架在高頻環(huán)境下無法正常工作。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于信息融合濾波的陀螺穩(wěn)定座架角度確定方法，使陀螺穩(wěn)定座架在高頻環(huán)境下能正常工作，提高陀螺穩(wěn)定座架環(huán)境適應性。

本發(fā)明的技術方案如下：

一種基于信息融合濾波的陀螺穩(wěn)定座架角度確定方法，包括如下步驟：

1)對陀螺穩(wěn)定座架所處的環(huán)境頻率進行判定

當環(huán)境頻率f等于或者小于a時，傾角傳感器處于敏感有效狀態(tài)；

當環(huán)境頻率f大于a時，傾角傳感器處于敏感信息失真狀態(tài)；

2)傾角傳感器處于敏感有效狀態(tài)時，采用下述步驟確定陀螺穩(wěn)定座架角度

a)利用下式確定傾角傳感器敏感到的陀螺穩(wěn)定座架角度A_I(s)

其中：τ為傾角傳感器的時間常數(shù)；s為拉普拉斯變換因子

b)利用低通濾波器傳遞函數(shù)進行角度信息處理

其中：F₁(s)為低通濾波器傳遞函數(shù)；T_s＝2πf；

c)利用下式確定融合濾波后的陀螺穩(wěn)定座架角度

A_o＝A_I(s)F₁(s)

3)傾角傳感器處于敏感信息失真狀態(tài)時，采用下述步驟確定陀螺穩(wěn)定座架角度

a)確定速率陀螺敏感到陀螺穩(wěn)定座架的角速度信號V_g(s)＝1

其中，V_g(s)為速率陀螺傳遞函數(shù)；

b)利用高通濾波器對角速度信號進行濾波處理

其中，F(xiàn)₂(s)為高通濾波器傳遞函數(shù)；

c)利用下式確定融合濾波后的陀螺穩(wěn)定座架角度

A_o＝sV_g(s)F₂(s)。

所述步驟1)中的a為判定頻率值，取2～2.5赫茲