光電精跟蹤系統音圈電機快反鏡的預先修正控制

舒 郁,陳青山,夏潤秋,劉力雙

(北京信息科技大學 儀器科學與光電工程學院,北京 100192)

引 言

光電精跟蹤系統是星間激光通信、光電對抗、精確制導、偵察告警等裝備的重要部件[1-3]。其基本原理是通過接收光學天線以及成像組件,連續快速獲取跟蹤目標的可見光或者紅外波段的圖像[4-6];通過配置了特定算法的嵌入式軟、硬件模塊對該圖像進行實時計算處理,以提取目標在視場中的坐標變動量,也稱作脫靶量[7-9];該脫靶量被實時傳送給控制模塊,作為引導值來控制一個高速高精度執行器件,也稱控制器,通常是一個快反鏡,使之控制成像光軸做反向相對運動,從而實現對目標的高速精密跟蹤。該方法具有抗電磁干擾能力強、隱蔽性好、以及跟蹤精度高、速度快等優勢。

光電精跟蹤系統的延遲是一個重要指標,直接影響系統跟蹤的效果。要縮短光電精跟蹤系統的延遲量,提高跟蹤系統的動態特性,需要采用高速圖像傳感器壓縮曝光或者積分時間、改進圖像處理算法并提高嵌入式圖像處理模塊的計算速度,以壓縮信號處理延遲量,使得控制系統具有穩定相位裕量。參考文獻[10]～參考文獻[12]中采用中值濾波與形態濾波對目標進行增強,然后計算目標的質心,進而提高了目標的提取精度和跟蹤的魯棒性,但會使得目標檢測算法變得更加復雜,進而延長了計算時間。參考文獻[13]～參考文獻[15]中提高了采樣頻率,同時減少了圖像傳感器的曝光時間,進而減低信噪比,提高檢測精度,但是降低了系統的穩定性。……