一种基于组合惯导信息应用的光电转塔视频跟踪前馈补偿方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110658854A(43)申请公布日2020.01.07(21)申请号201910947464.6(22)申请日2019.09.29(71)申请人凯迈（洛阳）测控有限公司地址471000河南省洛阳市自由贸易试验区洛阳片区高新开发区浅井南路2号(72)发明人渠继峰吉书鹏赵冠军卢丹张敏(74)专利代理机构中国航空专利中心11008代理人杜永保(51)Int.Cl.G05D3/10(2006.01)G01C21/16(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种基于组合惯导信息应用的光电转塔视频跟踪前馈补偿方法(57)摘要一种基于组合惯导信息应用的光电转塔视频跟踪前馈补偿方法，前馈补偿以光电转塔载机在地理坐标系下的速度作为信号源，经两次坐标变换，将光电转塔载机在地理坐标系下的速度，转换为光电转塔视轴坐标系下光电转塔的方位角速度和光电转塔的俯仰角速度；将光电转塔的方位角速度和光电转塔的俯仰角速度作为前馈信号输入陀螺速率稳定回路，补偿由载机运动产生的目标相对光电转塔的角速率；由于该方法的前置反馈信号来自于实时采集的光电转塔载机在地理坐标系下的速度，与视频跟踪回路完全脱耦，解决了以往前置反馈信号采自于视频跟踪回路的时滞问题，对改善静止目标视频跟踪滞后作用显著，对高速高机动运动目标的视频跟踪滞后也有明显改善。CN110658854ACN110658854A权利要求书1/1页1.一种基于组合惯导信息应用的光电转塔视频跟踪前馈补偿方法，其光电转塔视频跟踪回路以目标位置进行闭环控制，陀螺速率稳定回路为内环，外环由视频跟踪比较器给出目标与当前视轴的误差角度，经跟踪回路校正计算获得角速率驱动量，作为内环陀螺速率稳定回路的输入，控制光电转塔视轴指向目标；其特征是：所述陀螺速率稳定回路的输入端还输入有前馈补偿，前馈补偿以光电转塔载机在地理坐标系下的速度作为信号源，经两次坐标变换，将光电转塔载机在地理坐标系下的速度，转换为光电转塔视轴坐标系下光电转塔的方位角速度和光电转塔的俯仰角速度；将光电转塔的方位角速度和光电转塔的俯仰角速度作为前馈信号输入陀螺速率稳定回路，补偿由载机运动产生的目标相对光电转塔的角速率。2.根据权利要求1所述的基于组合惯导信息应用的光电转塔视频跟踪前馈补偿方法，其特征是：机载计算机通过光电转塔载机的机载惯导组合采集光电转塔载机在地理坐标系下的速度及姿态角α、β、γ数据。3.根据权利要求2所述的基于组合惯导信息应用的光电转塔视频跟踪前馈补偿方法，其特征是：机载计算机将光电转塔载机在地理坐标系下的速度通过第一次坐标变换，转换为载机机体坐标系下的速度其转换公式为：4.根据权利要求1所述的基于组合惯导信息应用的光电转塔视频跟踪前馈补偿方法，其特征是：机载计算机通过光电转塔的塔载惯导组合采集光电转塔视轴坐标系下的方位角A和俯仰角B数据。5.根据权利要求3、或4所述的基于组合惯导信息应用的光电转塔视频跟踪前馈补偿方法，其特征是：机载计算机将已经计算出的载机机体坐标系下的速度通过第二次坐标变换，转换为光电转塔视轴坐标系下的目标相对光电转塔的速度其转换公式为：其中6.根据权利要求1所述的基于组合惯导信息应用的光电转塔视频跟踪前馈补偿方法，其特征是：机载计算机通过光电转塔的激光测距仪采集目标到光电转塔的直线距离D。7.根据权利要求5、或6所述的基于组合惯导信息应用的光电转塔视频跟踪前馈补偿方法，其特征是：机载计算机将光电转塔视轴坐标系下的目标相对光电转塔的速度转换为光电转塔的方位角速度ωz、光电转塔的俯仰角速度ωy；其转换公式为：8.根据权利要求7所述的基于组合惯导信息应用的光电转塔视频跟踪前馈补偿方法，其特征是：机载计算机根据光电转塔方位角速度ωz、光电转塔俯仰角速度ωy的前馈信号，及跟踪回路校正、光电转塔姿态的反馈信号，计算出光电转塔伺服电机的控制信号。2CN110658854A说明书1/4页一种基于组合惯导信息应用的光电转塔视频跟踪前馈补偿方法技术领域[0001]本发明涉及机载光电转塔对地面目标视频跟踪技术领域，具体涉及一种基于组合惯导信息应用的光电转塔视频跟踪前馈补偿方法。背景技术[0002]现有的高精度机载光电转塔跟踪照射地面目标时，由于光学成像传感器和跟踪器的延时较大，转塔视频跟踪回路的带宽较低，当目标相对转塔的角加速度加大时，跟踪滞后角亦相应增大，影响转塔激光照射器的照射精度，进而影响激光制导武器的打击精度；为了提高光电转塔的跟踪照射精度，通常依据转塔转速和跟踪滞后角估计目标相对转塔的角速度，并以该角速度作为速度前馈输入，采用前馈+反馈的跟踪策略；但上述方法中估计运动目标的速度需要用到视频跟踪回路的速度或位置反馈参数，前馈输入和反馈回路存