[發明專利]一種高精度的傳感器視軸伺服控制系統及其方法

在審

• 申請號: 202010554710.4
• 申請日: 2020-06-17
• 公開（公告）號: CN111880482A
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 朱利鋒;盧華平;吳衛邦;劉偉;邱云明;陳正飛;蔡君;劉易
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍陸軍軍事交通學院鎮江校區
• 主分類號: G05B19/414
• 分類號: G05B19/414
• 代理公司: 鎮江基德專利代理事務所(普通合伙) 32306
• 代理人: 鄧月芳

1.一種高精度的傳感器視軸伺服控制系統，其特征在于，包括平臺穩定機構、目標圖像跟蹤機構和主控系統，所述的平臺穩定機構包括數字速率陀螺和陀螺反饋驅動器；所述的目標圖像跟蹤機構包括有紅外熱像儀、可見光攝像機和目標跟蹤驅動器；所述的主控系統中裝載有陀螺穩定程序和目標圖像跟蹤程序。

2.根據權利要求1所述的一種高精度的傳感器視軸伺服控制系統，其特征在于，所述的陀螺穩定程序采用PID控制算法，所述的PID控制算法采用如下公式：

式中，

k——采樣循環序號，k＝0，1，2……；

e(k)——第k個采樣時刻的速度偏差；

α——權值。

3.根據權利要求1所述的一種高精度的傳感器視軸伺服控制系統，其特征在于，所述的圖像跟蹤程序采用最小遠距離匹配算法(MinimumFarDistance)，設當前匹配過程中采用的閾值為T0，依據當前的匹配點數量N和匹配置信度G，在[Tmin，Tmax]范圍內動態調整下一幀匹配時采用的閾值T1，包括以下兩步：

步驟一：若N＞1，則T1＝max(Tmin，T0/2)，否則T1＝min(Tmax，T0+1)；

步驟二：當G＜0.7，T1＝Tmax；當0.7≤G＜0.8，T1＝max(Tmax－3，T0)。

4.根據權利要求3所述的一種高精度的傳感器視軸伺服控制系統，其特征在于，所述的最小遠距離匹配算法的步驟一中，若出現匹配點不唯一的情況時，迅速減小閾值，提高下一幀匹配的精確度；若當匹配點只有一個時，逐漸增加閾值以獲得更好的抗噪聲和局部遮擋。

5.根據權利要求1所述的一種高精度的傳感器視軸伺服控制系統，其特征在于，所述的最小遠距離匹配算法的步驟二中，若當前匹配信度很低，則直接將閾值設為較大或最大。

6.根據權利要求1所述的一種高精度的傳感器視軸伺服控制系統，其特征在于，所述數字速率陀螺的帶寬為105Hz。

7.一種高精度的傳感器視軸伺服控制方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1：通過數字速率陀螺檢測傳感器軸線的絕對速度變化，速率值以數字方式發送至主控系統；

S2：由主控系統內的陀螺穩定程序計算出抵消船搖所需的控制量，并將控制量采用D/A轉換后發送至陀螺反饋驅動器；

S3：所述的紅外熱像儀、可見光攝像機捕獲目標圖像信息并發送至主控系統；

S4：由主控系統內的目標圖像跟蹤程序計算出目標相對速度變化和調整量，并將調整量經D/A轉換后發送至目標跟蹤驅動器；

S5：陀螺反饋驅動器對傳感器視軸進行粗調，目標跟蹤驅動器對傳感器視軸進行精調。