本文關(guān)鍵詞：雙軸光電跟蹤轉(zhuǎn)臺的完全跟蹤控制研究

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

【摘要】：雙軸光電跟蹤轉(zhuǎn)臺是集光、機、電與計算機應(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。本文針對雙軸光電跟蹤轉(zhuǎn)臺系統(tǒng)在野外快速移動條件下跟蹤精度不夠、系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)能力不足的問題,對完全跟蹤控制策略以及目標檢測跟蹤算法展開了研究,從控制算法和目標檢測跟蹤算法兩方面做出改進,提高系統(tǒng)的跟蹤精度,保證系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)性能,具有重要的現(xiàn)實意義。首先,針對轉(zhuǎn)臺的跟蹤精度不足、動態(tài)性較差的問題,進行了完全跟蹤控制的研究。并且針對完全跟蹤控制只適用于低階線性對象的缺點,提出一種基于控制量細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,同時保證了系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)性能。其次,為了提取目標位置,為跟蹤轉(zhuǎn)臺提供精確的指令信號,進行了目標檢測跟蹤算法的研究,并針對光電跟蹤轉(zhuǎn)臺在野外條件下進行跟蹤時,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題,設(shè)計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,通過層次化地利用目標的角點、顏色和邊緣特征來確定粒子的權(quán)值,最終確定目標的位置,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)計了模擬室外實際跟蹤的實驗環(huán)境,另外構(gòu)建了一套基于RTW和xPC Target的半實物仿真實驗系統(tǒng),一方面為本文提供了實驗平臺,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)。通過實驗驗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 完全跟蹤控制 粒子濾波 半實物仿真
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：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 目標檢測跟蹤算法研究概況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)臺的結(jié)構(gòu)與工作原理17-21
• 2.2.1 雙軸光電跟蹤轉(zhuǎn)臺系統(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)臺的建模與仿真21-25
• 2.3.1 雙軸光電跟蹤轉(zhuǎn)臺的建模21-24
• 2.3.2 仿真驗證24-25
• 2.4 小結(jié)25-26
• 第3章 雙軸光電跟蹤轉(zhuǎn)臺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29-30
• 3.2.3 仿真驗證30-32
• 3.3 基于控制量細分的完全跟蹤控制32-40
• 3.3.1 基本原理32-34
• 3.3.2 基于控制量細分的完全跟蹤控制器設(shè)計34-37
• 3.3.3 仿真驗證37-40
• 3.4 小結(jié)40-41
• 第4章 雙軸光電跟蹤轉(zhuǎn)臺的目標檢測跟蹤算法研究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 基于角點特征的目標匹配44-46
• 4.2.5 顏色-邊緣聯(lián)合特征觀測模型的建立46-49
• 4.2.6 整體的算法流程49-51
• 4.2.7 實驗結(jié)果及分析51-57
• 4.3 小結(jié)57-58
• 第5章 半實物仿真實驗及系統(tǒng)整體實驗58-78
• 5.1 基于RTW和xPC Target半實物仿真58-63
• 5.1.1 基于RTW和xPC Target半實物仿真原理58-60
• 5.1.2 基于RTW和xPC Target的半實物仿真平臺構(gòu)建60-62
• 5.1.3 完全跟蹤控制算法半實物仿真驗證62-63
• 5.2 雙軸光電跟蹤轉(zhuǎn)臺系統(tǒng)實驗63-77
• 5.2.1 實驗環(huán)境模擬63-71
• 5.2.2 實驗步驟71
• 5.2.3 實驗結(jié)果及分析71-77
• 5.3 小結(jié)77-78
• 結(jié)論78-80
• 參考文獻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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