全景航空相機(jī)動(dòng)態(tài)分辨率檢測系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、全景航空相機(jī)是安裝在飛機(jī)上對地面攝影的精密光學(xué)儀器，是偵察載體中的一種重要設(shè)備。在全景航空相機(jī)性能檢測系統(tǒng)中，動(dòng)態(tài)分辨率的檢測是非常重要的。動(dòng)態(tài)分辨率是衡量相機(jī)在隨機(jī)飛行過程中拍照或者對動(dòng)態(tài)景物拍照時(shí)成像質(zhì)量的重要依據(jù)。本文，對全景航空相機(jī)的動(dòng)態(tài)分辨率檢測系統(tǒng)及其涉及到的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行具體的研究。 論文在詳細(xì)分析了全景航空相機(jī)成像原理的基礎(chǔ)上，提出了動(dòng)態(tài)分辨率檢測的總體方案。該檢測系統(tǒng)由無限遠(yuǎn)動(dòng)態(tài)目標(biāo)發(fā)生系統(tǒng)、穩(wěn)定平臺(tái)及其機(jī)械、電

2、控系統(tǒng)構(gòu)成。由放置在相機(jī)掃描范圍內(nèi)的三組不同角度的無限遠(yuǎn)動(dòng)態(tài)目標(biāo)發(fā)生系統(tǒng)為相機(jī)提供無限遠(yuǎn)動(dòng)態(tài)拍攝目標(biāo)；穩(wěn)定平臺(tái)系統(tǒng)提供飛機(jī)姿態(tài)運(yùn)動(dòng)和前向運(yùn)動(dòng)的工作環(huán)境，來模仿航空相機(jī)在飛機(jī)上所處的各種姿態(tài)。整個(gè)系統(tǒng)涉及到的關(guān)鍵技術(shù)包括無限遠(yuǎn)動(dòng)態(tài)目標(biāo)發(fā)生技術(shù)、直線運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)和穩(wěn)定平臺(tái)控制技術(shù)等。 文中，針對無限遠(yuǎn)動(dòng)態(tài)目標(biāo)發(fā)生系統(tǒng)的構(gòu)建，設(shè)計(jì)了大視場平行光管(焦距1000mm，視場角5°)、尺形分辨率板(采用JB/T9328-1999型標(biāo)準(zhǔn)圖案復(fù)

3、制拼接制作)和直線運(yùn)動(dòng)裝置。在相機(jī)拍照曝光時(shí)間內(nèi)，尺形分辨率板運(yùn)動(dòng)至平行光管的視場內(nèi)，以模擬無限遠(yuǎn)動(dòng)態(tài)目標(biāo)。 無限遠(yuǎn)動(dòng)態(tài)目標(biāo)發(fā)生系統(tǒng)對無限遠(yuǎn)動(dòng)態(tài)目標(biāo)的速度均勻性和勻速段有較高的要求，而且速度覆蓋范圍很大(50mm/s～1500mm/s)。對此，文中研究了直線勻速運(yùn)動(dòng)的控制算法，將重復(fù)控制算法、非線性PID算法、摩擦前饋補(bǔ)償算法和力矩前饋補(bǔ)償算法進(jìn)行復(fù)合，并將此復(fù)合控制算法移植到可編程多軸運(yùn)動(dòng)控制器(PMAC)之中，使勻速段達(dá)到了

4、300mm，瞬時(shí)速度誤差小于1.5mm/s。 文中，利用歐拉角的角位置描述，對三軸穩(wěn)定平臺(tái)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了研究，并分析了飛機(jī)姿態(tài)誤差對像移補(bǔ)償?shù)挠绊?。得出在滿足工程應(yīng)用的前提下，可采用雙軸穩(wěn)定平臺(tái)予以實(shí)現(xiàn)的結(jié)論。在控制系統(tǒng)中，將貝葉斯概率引入到模糊RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，增強(qiáng)了系統(tǒng)的推理能力，提高了飛機(jī)各個(gè)航道位置的模擬伺服精度。從實(shí)驗(yàn)仿真結(jié)果可以看出，穩(wěn)定平臺(tái)的跟蹤誤差不大于±0.005°。 本文將分辨率的檢測理論應(yīng)用到全景