[发明专利]一种光电跟踪系统视觉测量时滞补偿方法

摘要

本发明提供了一种基于广义比例积分观测器的光电跟踪系统视觉测量时滞补偿方法。针对光电跟踪系统中存在的视觉测量时滞，通过基于改进型广义比例积分观测器的反馈控制方法减小测量时滞对系统的影响，同时实现对系统中运动学不确定性的抑制。其核心在于用观测器去估计系统之前时刻的状态、不确定性及其差分，然后利用这些估计值和系统的状态空间模型计算出系统当前时刻的状态和不确定性，最后根据当前时刻系统状态和不确定性的估计值获得系统的控制输入。该方法不仅削弱了视觉测量时滞对系统的不利影响，还提升了系统的不确定性抑制能力，提高了系统的跟踪精度。

主权项

1.一种光电跟踪系统视觉测量时滞补偿方法，其特征在于包括如下步骤：步骤1，在两轴惯性稳定平台的俯仰内框上安装相机，并将相机与上位机连接，构成光电跟踪系统；相机实时拍摄跟踪目标，上位机根据相机拍摄的图像提取跟踪目标的脱靶量，两轴惯性稳定平台根据脱靶量产生系统的控制输入；步骤2，选取跟踪目标的脱靶量作为系统的状态，建立考虑视觉测量时滞和运动学不确定性的系统离散时间状态空间模型如：其中，X(k)表示系统状态，U(k)表示控系统的控制输入，Δ(k)表示系统的运动学不确定性，Y(k)表示系统的测量输出，d表示视觉测量时滞，B表示控制输入矩阵，k代表第k时刻；步骤3，定义H(k)＝Δ(k+1)‑Δ(k)为系统运动学不确定性的差分，根据步骤2建立的离散时间状态空间模型，构建改进型广义比例积分观测器为：其中，Z₁(k)、Z₂(k)和Z₃(k)表示观测器的状态，分别是X(k‑d)、Δ(k‑d)和H(k‑d)的估计值，L₁、L₂和L₃表示观测器增益；步骤4，根据步骤3中的估计值Z₁(k)、Z₂(k)、Z₃(k)和步骤2中的离散时间状态空间模型，计算出系统当前时刻状态的预测值和运动学不确定性的预测值步骤5，根据步骤4得到的预测值和基于反馈线性化算法设计复合控制器K表示控制器参数。