[发明专利]一种光电跟踪系统的复合轴控制方法及系统

说明书

本发明公开了一种光电跟踪系统的复合轴控制方法，包括搜索并接收目标初始方位，控制转台进入目标区域；对搜索获得的信息进行处理，获取粗跟踪信息；根据粗跟踪信息对目标进行追踪，处理目标跟踪结果，控制转台工作，获取精跟踪信息和第一校正值；根据精跟踪信息锁定目标对其进行跟踪，处理目标跟踪结果，驱动快反镜运行，并获取第二校正值；根据第一校正值和第二校正值对大视场范围下运动物体的跟踪信息进行校正。本发明还公开了一种光电跟踪系统的复合轴控制结构和系统。针对现有技术无法实现大视场环境下运动物体精确追踪的问题，通过粗轴定位、细轴追踪的复合轴设置，可以实现运动物体的大范围、快速响应和高精度跟踪。

技术领域

本发明属于光电跟踪系统控制领域，具体涉及一种光电跟踪系统的复合轴控制方法。

背景技术

现代的光电跟踪系统不仅用于常规靶场的动态目标测量，还大量用于空间目标的探测与跟踪、激光光束的高精度定向等领域。光电跟踪系统实现运动物体追踪的方式包括：向目标发射光束，由目标的表面漫反射或装在目标上的角反射器反射光信号，经接收系统转换成比例于目标偏离光轴的角位置误差的电信号，送给伺服系统，驱动跟踪架，使跟踪架上光学系统对准目标。光电跟踪系统是连续跟踪并测量运动目标轨迹参数的系统，光电跟踪系统的目标是具有一定速度和加速度运动的车辆、舰船、飞机、导弹和人造卫星等，其可提供运动目标的空间定位、姿态、结构行为和性能，是运动目标的多功能和高精度的跟踪和测量手段。

光电跟踪系统必须具备两个主要特点：一是高精度的角跟踪能力，使其对于细微的角度变化也能及时捕捉到；二是具有快速响应能力，使之对高速目标及其机动变化均能实现快速跟踪性能。在这样的高指标要求下，大气湍流、地基振动等的影响是不可忽略的，是测量过程中必须消除的误差因素。另外，随着发展的需求变化，光电跟踪系统除了要满足反应快、精度高的测量要求外，还需要对大视场范围内运动物体进行追踪，这就要求光电跟踪系统在具有反应快、精度高的能例外，还能够兼容大视场下运动物体追踪的需求。

传统大惯量单轴跟踪架由于结构谐振频率及带宽的限制，搭载单轴跟踪架的光电追踪系统对这些高频噪声业已无能为力，罔论满足大视场下的追踪需求。现有技术中，按经典控制理论采用单轴(单变量)的伺服控制系统也出现了困难，它不仅受到宽视场高分辨率、快速响应探测器的限制，同时也受到单轴跟踪架的机械结构谐振频率的限制，不可能有足够的带宽。而现有的双轴光电追踪系统，CN104615153公开了一种基于 TMX320F28335浮点DSP的二轴光电跟踪系统，该方案解决的是决现有采用DSP进行控制二轴光电跟踪系统存在跟踪精度低，不便于安装、拆卸及维修的问题，无法解决大视场环境下测量精度的需求。在CN107065560中则公开了一种两轴奇异路径光电跟踪控制方法，主要是为了解决传统稳定跟踪平台不适合要求体积小、空间紧凑的系统在应用中存在过顶盲区的问题，也无法有效的解决大视场环境下，运动物体的高精度光电追踪的需求。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种光电跟踪系统的复合轴控制方法及系统。本发明技术方案的方法，针对传统光电系统控制轴无法实现大视场下运动物体高精度追踪的情况，通过采用复合轴对其进行控制，粗轴进行运动物体捕捉，细轴进行运动物体精确跟踪，从而实现大视场环境下运动物体的高精度追踪。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种光电跟踪系统的复合轴控制方法，其特征在于，包括

S1搜索并接收目标初始方位，控制转台进入目标区域；

S2对搜索获得的信息进行处理，检测目标并识别确认目标，获取粗跟踪信息；

S3根据粗跟踪信息对目标进行追踪，处理目标跟踪结果，获取转台控制信号，控制转台工作，获取精跟踪信息和第一校正值；

S4根据精跟踪信息锁定目标对其进行跟踪，处理目标跟踪结果，获取快反器控制信号，驱动快反镜运行，并获取第二校正值；

S5根据第一校正值和第二校正值对大视场范围下运动物体的跟踪信息进行校正。