在经纬仪研制中, 对跟踪控制系统的测试具有十分重要的意义。构建了经纬仪跟踪控制仿真测试系统的总体功能结构, 通过 Real-time Workshop (RTW)完成了跟踪控制算法的快速实现, 通过视景仿真完成了符合经纬仪成像特性和效果, 满足各种仿真测试需求的虚拟目标运动场景实时渲染。实际应用表明, 仿真测试系统达到了对经纬仪跟踪控制系统进行测试的目的, 解决了传统室内测试方法局限性大的问题, 不仅方便快速, 而且具有针对性和可重复性, 十分有利于实际经纬仪跟踪控制系统的分析与设计。

针对一维调焦技术的不足, 在六自由度平台的基础上提出了一种基于图像处理的三维自动调焦系统。该系统以 CMOS相机为图像传感器, 以六自由度平台为执行机构, 用计算机获取图像清晰度评价值并驱动六自由度 (6-DOF)平台做三维空间运动实现三维自动调焦。调焦实验分为两部分, 一部分为一维自动调焦闭环实验, 另一部分为三维自动调焦闭环实验。针对 X、Y、Z三轴耦合性关系, 提出一种改进的随机并行梯度下降 (SPGD)算法。实验结果表明系统闭环调焦误差小于 3%, 满足三维调焦精度要求。

经纬仪实时可视化仿真系统可用于操作手训练和经纬仪测试, 构建了经纬仪仿真系统总体功能结构, 主要完成经纬仪场景仿真和跟踪状态解算。论述了场景仿真中 CCD虚拟相机成像模拟、目标轨迹仿真、目标脱靶量求取、背景云图模拟和实时图像效果添加等关键技术。建立了经纬仪跟踪控制系统 simulink模型, 通过 Real-time Workshop (RTW)生成了模型代码, 并进行相应改写建立了跟踪状态解算模块。采用 VC++, Vega, OpenGL和 OpenGL着色语言 (GLSL)开发了仿真系统, 实际应用表明, 实时性良好, 不需接入实际经纬仪系统, 进一步降低了训练的成本, 并能帮助实际系统进行测试、分析与设计。