空间中不同的目标具有不同的物理与几何特性, 雷达反射截面积(RCS)是空间目标的重要特性之一, 利用 RCS对雷达观测目标进行区分是雷达数据处理的重要手段。利用线性预测编码(LPC)技术对 RCS测量数据进行处理, 计算 RCS的 LPC系数, 以该系数作为特征向量, 对目标进行二分类识别率基本可以达到 80%~90%以上, 三分类识别可以达到 50%~ 80%以上, 可以有效提高雷达跟踪目标的自动分类, 实现高效半自动或自动跟踪。

介绍了一种纳秒级脉冲激光光斑能量分布测量电路的设计方法, 采用自动跟踪积分方式, 根据预测先将脉冲光电流积分并保存, 然后用速度较低的A/D芯片进行A/D转换, 该方法避免了采用高速A/D芯片, 且可以获得较高的采样分辨率, 特别是在需要采集的通道数较多时具有明显优势。

为提高太阳能的利用率, 解决太阳光的时变性、分散性问题, 提出一种基于光敏电阻实现阳光信号采集的自动跟日系统。设计了新型八点半球形太阳方位信号传感器, 通过内部两组传感器的位置分布和组合, 粗调与细调相结合, 对太阳方位角信号进行大范围搜索、小范围调节, 从而控制跟踪控制系统实现对太阳光的高精度自动跟踪。分析了太阳光方位信号传感器的内部结构设计及原理、自动跟踪系统的控制过程及原理。结果证明, 系统在低成本情况下实现高精度自动跟踪, 抗干扰性强, 实用性强, 对于在光伏发电、光热发电领域推广太阳能应用具有很重要的意义。

基于跟踪雷达角度自动跟踪系统特性,提出了战斗机中断雷达角度跟踪的机动轨迹控制策略。推导了跟踪雷达角度自动跟踪系统的系统传递函数,研究了跟踪误差产生机理。以二维平面内导弹攻击为例,分析了导弹与战斗机的二阶相对运动模型。在此基础上,基于闭环反馈控制思想,提出了战斗机通过机动实现角度拖引,中断雷达角度跟踪的控制方法,推导了战斗机的机动轨迹控制律,给出了其解析形式。通过数值仿真,分析了该方法的适用性,为战斗机飞行员制定决策提供了依据。

提出了一种低成本、高精度的阳光自动跟踪系统。采用由光敏电阻组成的感光器进行定位, STC12C5A60S2单片机进行双轴控制, 用小范围跟踪、大范围寻找的方式实现二维自动跟踪。系统跟踪时间长, 在一年四季的早晚日出、正午、雨天时段均能稳定工作, 跟踪精度达到0.1°, 解决了太阳光时变性问题, 提高了太阳能利用率。目前已成功应用于某隧道太阳光增强照明系统中。

针对眼角膜内皮细胞分析仪手动定位跟踪眼球, 提出了一种基于嵌入式自动定位跟踪系统的设计方法, 采用图像处理与红外测距相结合的方法, 对目标物体进行了实时定位跟踪实验, 实现了对目标物体的自动定位跟踪, x、y轴定位误差不超过7个像素点, z轴定位误差不超过3mm。经临床证实该方法具有高可靠性、实时性和可实施性。

为了利用绿色能源有效解决公路隧道进出口区段的“黑洞效应”和“白洞效应”, 在阳光输送机研究的基础上, 研制一种利用平行太阳光直接实现公路隧道进出口区段增强照明功能的新系统。该系统通过光路变换和反射等措施实现了在无光纤等传输介质条件下高效率、远距离的太阳光输送功能, 利用太阳光本身时有时无的性能缺陷改善了隧道增强照明系统亮度自适应隧道外光强的技术要求, 针对受光体位置固定不变的系统专门设计了极轴式自动跟踪系统, 保证了对太阳光的实时跟踪。实验结果证明, 该增强照明系统不但无须光导纤维或者导光管, 而且使得传输效率提高40%左右, 为隧道等白天也需要增强照明的地下工程直接利用太阳能开辟了一条新路。

介绍了波门跟踪的原理以及波门自适应性的需求, 结合主动轮廓模型中的GVF Snake模型和自适应分析质心跟踪算法, 提出了基于Snake模型的波门自适应跟踪算法, 根据Snake模型的收敛轮廓来确定波门位置和大小, 由波门内背景像素点所占的比例来决定是否更新波门。通过实验仿真, 该算法能够自适应地改变波门的大小, 很好地跟踪目标。

提出了一套应用于准分子激光微加工同轴观测的自动跟踪系统。该系统具有一定的抗抖动能力。首先介绍了该系统的硬件组成部分: (1)显微镜的镜片改造。(2)机械控制平台的搭建, 该部分内容介绍了各个硬件的功能以及它们之间的相互关系。然后简单介绍了该系统的跟踪原理, 主要包括部分重点算法的介绍以及控制软件判断流程图。分析了在打开/关闭跟踪功能后, 通道的加工质量差别。分析了打开/关闭跟踪功能后中心位移的偏移量差别, 验证了自动跟踪的抗振动功能。最后, 针对该系统功能进行了实验, 成功实现了对预设曲线(对应于微通道的轨迹曲线)进行刻蚀加工的跟踪功能。

设计了一种新型三自由度并联跟踪机构，以使太阳能板全方位地跟踪太阳并最大限度地输出有效发电量。采用三角平台上的万向节使太阳能板的大部分重量传递到支架上，通过3条细钢丝绳的协调动作使太阳能板的姿态发生变化，达到跟踪机构驱动电机耗能小，输出有效发电量多的目的。利用坐标变换理论建立了该三自由度并联跟踪机构的位置正解方程，然后用牛顿迭代法数值求解正解方程组; 最后，依据空间投影理论对该并联跟踪机构的空间位姿进行实测分析，并对设计的跟踪机构与传统二轴跟踪机构进行驱动耗能对比实验。结果表明：本文建立的位置正解方程与实测结果的趋势基本相同，输出位姿空间角α、β和距离zB的平均误差分别为1.8%、2.6%、0.84%，满足跟踪机构的误差要求，设计的跟踪机构的耗电量约为传统二轴跟踪机构的25%。