本文關(guān)鍵詞：雙軸光電跟蹤轉(zhuǎn)臺(tái)的完全跟蹤控制研究

  更多相關(guān)文章： 雙軸轉(zhuǎn)臺(tái) 完全跟蹤控制 粒子濾波 半實(shí)物仿真

【摘要】：雙軸光電跟蹤轉(zhuǎn)臺(tái)是集光、機(jī)、電與計(jì)算機(jī)應(yīng)用于一體的復(fù)雜系統(tǒng),在軍事領(lǐng)域和民用領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。本文針對(duì)雙軸光電跟蹤轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)在野外快速移動(dòng)條件下跟蹤精度不夠、系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力不足的問(wèn)題,對(duì)完全跟蹤控制策略以及目標(biāo)檢測(cè)跟蹤算法展開(kāi)了研究,從控制算法和目標(biāo)檢測(cè)跟蹤算法兩方面做出改進(jìn),提高系統(tǒng)的跟蹤精度,保證系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能,具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。首先,針對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)的跟蹤精度不足、動(dòng)態(tài)性較差的問(wèn)題,進(jìn)行了完全跟蹤控制的研究。并且針對(duì)完全跟蹤控制只適用于低階線性對(duì)象的缺點(diǎn),提出一種基于控制量細(xì)分的完全跟蹤控制算法,該算法不受系統(tǒng)模型階數(shù)限制,并在一定程度上提高了穩(wěn)定跟蹤精度,同時(shí)保證了系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能。其次,為了提取目標(biāo)位置,為跟蹤轉(zhuǎn)臺(tái)提供精確的指令信號(hào),進(jìn)行了目標(biāo)檢測(cè)跟蹤算法的研究,并針對(duì)光電跟蹤轉(zhuǎn)臺(tái)在野外條件下進(jìn)行跟蹤時(shí),由于存在光照條件變化、相似背景物體等干擾因素而導(dǎo)致跟蹤精度較差的問(wèn)題,設(shè)計(jì)了基于多種特征融合的分層粒子濾波算法。該算法在粒子濾波的基礎(chǔ)上,通過(guò)層次化地利用目標(biāo)的角點(diǎn)、顏色和邊緣特征來(lái)確定粒子的權(quán)值,最終確定目標(biāo)的位置,很好地提高了跟蹤精度,且算法具有很好的魯棒性。最后,設(shè)計(jì)了模擬室外實(shí)際跟蹤的實(shí)驗(yàn)環(huán)境,另外構(gòu)建了一套基于RTW和xPC Target的半實(shí)物仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),一方面為本文提供了實(shí)驗(yàn)平臺(tái),另一方面也為今后的理論研究和工程應(yīng)用打下了基礎(chǔ)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了本文提出算法的良好的跟蹤性能和魯棒性。
【關(guān)鍵詞】：雙軸轉(zhuǎn)臺(tái) 完全跟蹤控制 粒子濾波 半實(shí)物仿真
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP273
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-17
• 1.1 引言9-10
• 1.2 光電跟蹤轉(zhuǎn)臺(tái)控制方法研究概況10-11
• 1.3 完全跟蹤控制研究概況11-12
• 1.4 目標(biāo)檢測(cè)跟蹤算法研究概況12-15
• 1.5 本論文主要研究工作15-17
• 第2章 雙軸光電跟蹤轉(zhuǎn)臺(tái)的工作原理及其建模17-26
• 2.1 引言17
• 2.2 雙軸光電跟蹤轉(zhuǎn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)與工作原理17-21
• 2.2.1 雙軸光電跟蹤轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)組成及結(jié)構(gòu)17-20
• 2.2.2 工作原理20-21
• 2.3 雙軸轉(zhuǎn)臺(tái)的建模與仿真21-25
• 2.3.1 雙軸光電跟蹤轉(zhuǎn)臺(tái)的建模21-24
• 2.3.2 仿真驗(yàn)證24-25
• 2.4 小結(jié)25-26
• 第3章 雙軸光電跟蹤轉(zhuǎn)臺(tái)的完全跟蹤控制算法研究26-41
• 3.1 引言26-27
• 3.2 完全跟蹤控制策略27-32
• 3.2.1 基本原理和方法27-29
• 3.2.2 完全跟蹤控制器設(shè)計(jì)29-30
• 3.2.3 仿真驗(yàn)證30-32
• 3.3 基于控制量細(xì)分的完全跟蹤控制32-40
• 3.3.1 基本原理32-34
• 3.3.2 基于控制量細(xì)分的完全跟蹤控制器設(shè)計(jì)34-37
• 3.3.3 仿真驗(yàn)證37-40
• 3.4 小結(jié)40-41
• 第4章 雙軸光電跟蹤轉(zhuǎn)臺(tái)的目標(biāo)檢測(cè)跟蹤算法研究41-58
• 4.1 引言41
• 4.2 基于多特征融合的分層粒子濾波算法設(shè)計(jì)41-57
• 4.2.1 粒子濾波理論原理41-42
• 4.2.2 系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移模型的構(gòu)建42
• 4.2.3 分層粒子濾波框架42-44
• 4.2.4 基于角點(diǎn)特征的目標(biāo)匹配44-46
• 4.2.5 顏色-邊緣聯(lián)合特征觀測(cè)模型的建立46-49
• 4.2.6 整體的算法流程49-51
• 4.2.7 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析51-57
• 4.3 小結(jié)57-58
• 第5章 半實(shí)物仿真實(shí)驗(yàn)及系統(tǒng)整體實(shí)驗(yàn)58-78
• 5.1 基于RTW和xPC Target半實(shí)物仿真58-63
• 5.1.1 基于RTW和xPC Target半實(shí)物仿真原理58-60
• 5.1.2 基于RTW和xPC Target的半實(shí)物仿真平臺(tái)構(gòu)建60-62
• 5.1.3 完全跟蹤控制算法半實(shí)物仿真驗(yàn)證62-63
• 5.2 雙軸光電跟蹤轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)63-77
• 5.2.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境模擬63-71
• 5.2.2 實(shí)驗(yàn)步驟71
• 5.2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析71-77
• 5.3 小結(jié)77-78
• 結(jié)論78-80
• 參考文獻(xiàn)80-85
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文及其他成果85-86
• 致謝86

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