基于姿态控制的像移补偿及视轴稳定方法研究

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1、密级：中国科学院大学UniversityofChineseAcademyofSciences硕士学位论文作者姓名：盐鹏：垦指导教师：鄞塞麽盟究虽生国型堂瞳选电盟究医学位类别：王程亟±学科专业：造堂王猩研究所：虫国型堂暄迸电亟究瞳2013年5月“帅徊“>璧些gYJIofImaaUe∞m巳

2、幽墨邕!Q凸坌Dg■■■■■■■■_________■●■■●●■■●■■一■■■●■■■●●___-■_■●■■■■■■■■_________■■●___________l—BySunPengfei—ADissertation／ThesisSubmittedt0TheUniversityofCh

3、ineseAcadernyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofMasterofOpticalEngineeringAcademyofOpto-Electronics，ChineseAcademyofSciencesJune，2013II关于学位论文使用权声明任何收存和保管本论文各种版本的单位和个人，未经著作权人授权，不得将本论文转借他人并复印、抄录、拍照、或以任何方式传播。否则，引起有碍著作权人著作权益之问题，将可能承担法律责任。关于学位论文使用授权的说明本人完全了解中国科学院光电研究院有关保存、

4、使用学位论文的规定，即：中国科学院光电研究院有权保留学位论文的副本，允许该论文被查阅：中国科学院光电研究院可以公布该论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存该论文。(涉密的学位论文在解密后应遵守此规定)签名：幻、哟伊翩签名亥酾P帖州．。多关于学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均己在文中以明确方式标明。签名泓鹇眵制币签簧：穿礴赧期：川¨．2孑lII基于姿态控制的像

5、移补偿及稳像方法研究摘要光电成像系统越来越多的应用于测绘、安保与侦察等领域。动载体光电成像系统的工作环境会带来传感器像移及视轴抖动，为了克服这种影响，必须要控制光电传感器的视轴使其稳定在惯性空间，消除像面像移，并能持续跟踪观察特定目标。本论文主要内容是针对像移补偿和视轴稳定的联合控制进行研究，并通过六自由度平台模拟其过程。文章首先概述了像移补偿及视轴稳定的发展现状及其方法，并基于坐标变换和正交投影的方法对像移进行了分析，比较得出坐标变换方法产生的像移计算误差可以忽略。针对视轴稳定，提出了基于机器视觉反馈的跟踪方法，并建立了跟踪模型。综合讨论了像移补偿和视轴稳定过程中的补偿特性，并

6、建立了两级控制模型，通过Simulink对改进的控制方案进行仿真，结果表明级联控制能够满足两种不同的补偿需求。其后针对该控制模型，利用六自由度平台及MCF3000摄像仪模拟了两级补偿的控制过程，包括平台运动控制以及摄像仪的图像采集等程序的设计，验证了两级补偿方法的有效性。关键词：稳定平台，像移补偿，稳像，PID控制StudyofimagecompensationandStabilizationbasingonpositioncontrolABSTRACTSunPengfeiGuoXiqingOpticalimagingsystemisappliedmoreandmoreinthe

7、surveillanceandguidanceandothersystems．Themovementofthecarrierwillinevitablymaketheopticalaxisofopticalimagingsystemandleadtobasedonitjitter．Toovercomethiseffect,wemustcontroltheopticalaxisofopticalimagingsystemtostabilizeitintheinertialspace．Thisthesiswillstudytwoclosed—loopcontrolmethodsfor

8、opticalaxisstabilizedandimagecompensationplatform，alsoestablishexperimenttotestifythebasicprinciple．Itfirstoutlinesthebackgroundofdevelopmentoftheopticalaxisstabilizationandimagecompensationtechnologiesandthetrackingcontrolmethods．Thenthrough