为满足坦克、装甲车辆等军用车辆的闭舱、无窗驾驶需求,研制了一套新型辅助驾驶系统。系统将分布于车辆四周的多路光学传感器获取车辆近身场景,通过全景拼接算法得到车辆近身360°的全景鸟瞰视频,该视频显示于车载显示屏,用于车辆通过窄道、有障碍物等特殊路段,或倒车时,驾驶员观看。同时,在车辆通过常规路段时,上述视频可根据驾驶员头部扭转角度,裁选出符合人眼观察视角的车外场景视频,传输至驾驶员显示头盔上,供驾驶员观看。如遇特殊情况,车载显示屏会报警,驾驶员将回归车载显示屏的观看。其中,驾驶员头部位置确定方法采用了红外LED光源图像定位技术和MEMS惯性器件定位技术。在实验室,搭建模型小车,验证全景鸟瞰视频生成技术和头盔自由视点观察技术。此外,还使用真实车辆进行了跑车实验。实验结果表明,上述系统可满足闭舱无窗车辆在常规路况下行驶,速度可达40 km/h,同时可辅助车辆窄道行车、障碍物绕行和倒车等事项顺利进行。
辅助驾驶 显示头盔 红外LED光源 全景拼接 assisted driving display helmet infrared LED light source panoramic stitching 红外与激光工程
2022, 51(6): 20210632
为了获得高功率激光束,提出利用双色镜对典型波长2种不同类型(脉冲、连续)的高能激光进行合束,以实现高功率高能量激光输出。通过对双色镜的热效应和合束光斑远场激光参数进行仿真分析计算,热效应仿真结果表明,在单束激光10 kW、光斑直径15 mm条件下,双色镜面型热形变量均方根值为0.004λ(λ=632.8 nm),满足光学元件面型小于0.03λ精度要求。搭建了一套基于双色镜的光谱合束系统,并分别进行了高功率连续激光与高功率连续激光、高功率连续激光与高能量脉冲激光的合束试验,合束效率高于95%。试验结果表明,光谱合束可有效应用于高能激光领域。
自动调平控制技术是为了解决动基座上的搜跟系统360°全域周扫过程中,俯仰与大地水平角度实时保持的问题。该系统是在速率闭环稳定的基础上,采用倾角传感器构成空间位置环,形成位置与速率双闭环,实现系统瞄准线的自动调平。针对平台控制的关键−自动调平技术,着重分析了倾角传感器与平台万向架角度构成的空间位置环,理论推导出搜跟系统的瞄准线与水平面夹角的关系,并进行系统控制分析和仿真。最终仿真分析结果与实际测试结果基本吻合,满足系统的指标要求。
红外与激光工程
2021, 50(11): 20210099
分析目标运动参数滤波算法在光电跟踪控制系统中的作用, 在交互式多模型算法的基础上, 提出了该算法在光电跟踪控制系统中的应用问题, 并建立了在光电跟踪控制系统中使用的仿真模型, 通过仿真环境下光电跟踪控制系统对不同目标跟踪的数据分析可知, 该算法可作为光电跟踪控制系统中复合控制前馈数据的获取算法使用, 光电跟踪控制系统采用交互式多模型算法比采用α-β-γ滤波算法更适合对机动目标的跟踪。
控制系统 交互式多模型算法 光电跟踪 复合控制 control system IMM photoelectric tracking combinational control 红外与激光工程
2016, 45(9): 0917003
1 西安应用光学研究所, 陕西 西安 710065
2 长春理工大学 空间光电技术国家地方联合工程研究中心, 吉林 长春 130022
针对系统固有机械谐振影响光电稳定跟踪系统频带宽度的问题, 提出了一种机械谐振下的控制带宽扩展方案。该方案借助系统频率特性测量方法, 利用最小二乘参数辨识算法实现。试验结果表明, 利用本文方案, 速度闭环下的谐振峰值减小至原来的1/3, 控制带宽提高了接近2倍, 证明本文提出的方案能够有效实现机械谐振抑制, 提高系统控制带宽, 保证系统稳定性能。
机械谐振 最小二乘参数辨识算法 频带宽度 structure resonance least squares parameters identification freguency bandwidth
在推导出光电跟踪仪扰动隔离度计算公式的基础上, 给出了2种测试扰动隔离度的方法: 基于模拟环境测试方案和载体平台测试方案。通过分析2种测试方案的试验数据, 分别阐述了它们的优缺点和适用的场合, 并指出速度环的带宽是影响双环路控制模式下系统隔离扰动能力的关键因素, 最后提出了增加扰动隔离度的控制模式优化建议。
扰动隔离度 跟踪 控制技术 disturbance isolation tracking control technology
针对光电跟踪仪伺服系统设计所关心的视频处理系统的频域特性参数,在频域内分析了视频处理系统的理论模型,并设计了一种频域测试方法,借助于光电跟踪仪伺服系统速度环路,通过在频域扫频的方式,利用信号之间相位、幅值对比间接测量了视频处理系统的时间滞后和带宽,以50 Hz视频处理系统为例,所测带宽为19.452 Hz,时间滞后为40.57 ms。
光电跟踪仪 视频处理系统 频域 延迟时间 滞后 带宽 photoelectric tracker video processing systems frequency domain delay time lag bandwidth
在分析国外舰载机传统光学助降系统和雷达全自动盲降系统发展现状的基础上,给出基于舰载光电跟踪技术装备的光电助降系统的组成、配置、技术原理、技术指标,对光电助降系统中光电测量坐标系到甲板坐标系进行转换,对光电助降系统的测量误差和定位误差进行建模,在舰船无摇摆以及纵摇2°周期20s,横摇10°周期15s条件下,结合我国现有技术基础,分析摇摆姿态角误差、距离误差、跟踪测角误差对光电助降系统定位精度的影响并进行仿真实验,给出舰载机距着舰点距离大于1 km和小于1 km时光电助降系统的定位误差。
光电跟踪 光电助降系统 定位精度 optoelectronic tracking optoelectronic aid landing system location precision