留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

基于双重扩展卡尔曼滤波器的共轴跟踪技术研究

杨宏韬 高慧斌 刘鑫

杨宏韬, 高慧斌, 刘鑫. 基于双重扩展卡尔曼滤波器的共轴跟踪技术研究[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(5): 531001-0531001(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0531001
引用本文: 杨宏韬, 高慧斌, 刘鑫. 基于双重扩展卡尔曼滤波器的共轴跟踪技术研究[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(5): 531001-0531001(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0531001
Yang Hongtao, Gao Huibin, Liu Xin. On-axis tracking technology based on the dual extended Kalman filter[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(5): 531001-0531001(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0531001
Citation: Yang Hongtao, Gao Huibin, Liu Xin. On-axis tracking technology based on the dual extended Kalman filter[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(5): 531001-0531001(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0531001

基于双重扩展卡尔曼滤波器的共轴跟踪技术研究

doi: 10.3788/IRLA201645.0531001
基金项目: 

国家863高技术研究发展计划(2008AA0047)

详细信息
    作者简介:

    杨宏韬(1982-),男,博士生,主要从事光电测量与信息融合方面的研究。Email:hongtao_3110594@126.com;高慧斌(1963-),男,研究员,博士生导师,主要从事精密跟踪控制技术方面的研究。Email:gaohuibin1@163.com

    杨宏韬(1982-),男,博士生,主要从事光电测量与信息融合方面的研究。Email:hongtao_3110594@126.com;高慧斌(1963-),男,研究员,博士生导师,主要从事精密跟踪控制技术方面的研究。Email:gaohuibin1@163.com

  • 中图分类号: V556;TP183

On-axis tracking technology based on the dual extended Kalman filter

  • 摘要: 为了解决光电经纬仪由于机动目标运动模型不准确而引起的跟踪精度下降的问题,采用了单隐层前向神经网络(SLFNs)进行建模,提出了基于状态参数双重扩展卡尔曼滤波估计的共轴跟踪控制技术。仿真与实验结果显示,对83.33sin0.6t的等效正弦目标的速度估计最大误差为0.070 9()/s,跟踪精度为2.42';对旋转周期为4.5 s的光学动态靶标的跟踪精度达到2.96'以内。由此可见,所建立的模型与机动目标实际模型匹配,双重扩展卡尔曼滤波器(DEKF)能快速跟踪和估计状态参数。与传统控制方法相比,提出的方法具有更高的跟踪能力,能有效提高系统的跟踪精度。
  • [1] Ma Dongxi, Zhang Wenbo, Fan Dapeng. Satisfactory control for E-O tracking systembased on multi-rate input algorithm[J]. Infrared and Laser Engineering, 2011, 40(12): 2484-2491. (in Chinese)马东玺, 张文博, 范大鹏. 光电跟踪伺服系统的输入多采样率满意控制[J]. 红外与激光工程, 2011, 40(12): 2484-2491.
    [2] Ma Dongxi, Fan Dapeng, Zhu Huazheng. Smooth adaptation for transition of acquisition and tracking switching of electro-optical tracking system[J]. Infrared and Laser Engineering, 2010, 39(6): 1129-1133. (in Chinese)马东玺, 范大鹏, 朱华征. 光电跟踪系统捕获跟踪切换的平滑调节方法[J]. 红外与激光工程, 2010, 39(6): 1129-1133.
    [3] Ma Jiaguang. Principle and application of combined control and equivalent combined control[J]. Optic Engineering, 1988, 15(5): 1-16. (in Chinese)马佳光. 复合控制及等效复合控制原理及应用[J]. 光学工程, 1988, 15(5): 1-16.
    [4] Li Wenjun, Chen Tao. Equivalent combined control technique based on Kalman filter[J]. Optics and Precision Engineering, 2006, 14(2): 279-284. (in Chinese)李文军, 陈涛. 基于卡尔曼滤波器的等效复合控制技术研究[J]. 光学精密工程, 2006, 14(2): 279-284.
    [5] Li Xiaofeng, Xu Jun, Wang Hongshui, et al. Research on nonlinear filter and simulation to optoelectronic tracking[J]. Infrared and Laser Engineering, 2007, 36(S): 219-221. (in Chinese)李晓峰, 徐军, 王洪水, 等. 非线性滤波在光电跟踪中的应用及仿真研究[J]. 红外与激光工程, 2007, 36(S): 219-221.
    [6] Wang Weili, Guo Jin, Cao Lihua, et al. On-axis tracking based on ELM data fusion[J]. Optics and Precision Engineering, 2013, 21(3): 751-758. (in Chinese)王威立, 郭劲, 曹立华, 等. 基于神经网络极限学习机数据融合的共轴跟踪[J]. 光学精密工程, 2013, 21(3): 751-758.
    [7] Ma Jiaguang. Basic technologies of the acquisition, tracking and pointing systems[J]. Optic Engineering, 1989, 3: 1-42. (in Chinese)马佳光. 捕获跟踪与瞄准系统的基本技术问题[J]. 光学工程, 1989, 3: 1-42.
    [8] Wei Haikun. Theory and Method of the Neural Network Structure Design[M]. Beijing: National Defence Industry Press, 2005: 73-79. (in Chinese)魏海坤. 神经网络结构设计的理论与方法[M]. 北京: 国防工业出版社, 2005: 73-79.
    [9] Wang Jianli. Study on TV tracking system of O-E theodolite to track and acquire fast moving targets[D]. Changchun: Changchun Institute of Optics, Fine Mechanics and Physics,Chinese Academy of Sciences, 2002. (in Chinese)王建立. 光电经纬仪电视跟踪伺服系统捕获跟踪快速运动目标技术的研究[D]. 长春: 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 2002.
    [10] Zhang Ning, Shen Xiangheng, Yang Liang, et al. Evaluation of tracking performance of photoelectric theodolite by using harmonic property of dynamic target[J]. Optics and Precision Engineering, 2010, 18(6): 1286-1294. (in Chinese)张宁, 沈湘衡, 杨亮, 等. 利用动态靶标谐波特性评价光电经纬仪的跟踪性能[J]. 光学精密工程, 2010, 18(6): 1286-1294.
  • [1] 王伟超, 甘世奇, 刘爽, 张浩元, 武佩剑.  拍星残差数据相关性分析的大气折光差修正 . 红外与激光工程, 2023, 52(4): 20220732-1-20220732-8. doi: 10.3788/IRLA20220732
    [2] 时国平, 钱叶册.  伯努利滤波器在纯角度跟踪场景中的应用 . 红外与激光工程, 2021, 50(2): 20200343-1-20200343-9. doi: 10.3788/IRLA20200343
    [3] 李翔宇, 彭勃, 江波, 阮萍.  基于角接触球轴承的小型经纬仪方位轴倾斜误差修正 . 红外与激光工程, 2021, 50(12): 20210172-1-20210172-11. doi: 10.3788/IRLA20210172
    [4] 王光, 高云国, 马亚坤, 薛向尧, 张文豹, 邵帅.  激光与经纬仪高精准对接技术 . 红外与激光工程, 2018, 47(7): 706006-0706006(7). doi: 10.3788/IRLA201847.0706006
    [5] 王维佳, 柏鹏, 梁晓龙, 张佳强.  雷达辅助光电跟踪系统协同跟踪算法 . 红外与激光工程, 2017, 46(12): 1217006-1217006(7). doi: 10.3788/IRLA201746.1217006
    [6] 王伟, 纪毅, 石忠佼, 林德福, 林时尧.  基于扩展卡尔曼滤波器的捷联导引头刻度尺参数辨识 . 红外与激光工程, 2017, 46(4): 417003-0417003(6). doi: 10.3788/IRLA201746.0417003
    [7] 李兆铭, 杨文革, 丁丹, 王超.  SVD-ACKF算法在光电经纬仪实时定轨中的应用 . 红外与激光工程, 2017, 46(1): 117005-0117005(8). doi: 10.3788/IRLA201746.0117005
    [8] 王昊, 刘晶红, 邓永停, 张雪菲.  光电跟踪转台的控制模型辨识 . 红外与激光工程, 2016, 45(6): 617007-0617007(7). doi: 10.3788/IRLA201645.0617007
    [9] 谢军, 何锋赟, 王晶, 高阁, 赵天骄, 刘震宇.  经纬仪主镜轴向支撑结构仿真与优化 . 红外与激光工程, 2016, 45(S1): 132-137. doi: 10.3788/IRLA201645.S118001
    [10] 何鑫, 龙兴武, 周健, 聂晓明.  空间滤波测速仪中差分滤波器结构的优化 . 红外与激光工程, 2015, 44(12): 3769-3774.
    [11] 徐超, 高敏, 杨耀.  自调整分层卡尔曼粒子滤波的快速目标跟踪 . 红外与激光工程, 2015, 44(6): 1942-1949.
    [12] 江波, 周泗忠, 姜凯, 付怀洋, 梅超.  车载经纬仪的垂轴误差分析 . 红外与激光工程, 2015, 44(5): 1623-1627.
    [13] 刘岩俊, 闫海霞, 王东鹤.  大视场红外光电经纬仪精度标定 . 红外与激光工程, 2015, 44(3): 832-836.
    [14] 刘磊, 沈宏海, 张葆.  卡尔曼滤波器在抑制力矩扰动中的应用 . 红外与激光工程, 2014, 43(7): 2240-2244.
    [15] 赵曦晶, 刘光斌, 汪立新, 何志昆, 姚志成.  扩展容积卡尔曼滤波-卡尔曼滤波组合算法 . 红外与激光工程, 2014, 43(2): 647-653.
    [16] 闫海霞, 刘岩俊, 王东鹤.  光电经纬仪动态误差修正方法 . 红外与激光工程, 2014, 43(9): 3030-3035.
    [17] 王超, 张涯辉, 何培龙.  利用单站光测图像确定回转体目标三维姿态 . 红外与激光工程, 2013, 42(9): 2515-2518.
    [18] 韩光宇, 曹立华, 韩光照.  经纬仪定向误差变化的原因及解决方法 . 红外与激光工程, 2013, 42(3): 699-702.
    [19] 王一凡.  应用干涉仪对经纬仪光学系统主镜的装调和检测 . 红外与激光工程, 2013, 42(5): 1275-1279.
    [20] 杨宏韬, 高慧斌, 张淑梅.  极限学习机方法在经纬仪空间配准中的应用 . 红外与激光工程, 2013, 42(12): 3517-3521.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  322
  • HTML全文浏览量:  37
  • PDF下载量:  128
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2015-09-05
  • 修回日期:  2015-10-07
  • 刊出日期:  2016-05-25

基于双重扩展卡尔曼滤波器的共轴跟踪技术研究

doi: 10.3788/IRLA201645.0531001
    作者简介:

    杨宏韬(1982-),男,博士生,主要从事光电测量与信息融合方面的研究。Email:hongtao_3110594@126.com;高慧斌(1963-),男,研究员,博士生导师,主要从事精密跟踪控制技术方面的研究。Email:gaohuibin1@163.com

    杨宏韬(1982-),男,博士生,主要从事光电测量与信息融合方面的研究。Email:hongtao_3110594@126.com;高慧斌(1963-),男,研究员,博士生导师,主要从事精密跟踪控制技术方面的研究。Email:gaohuibin1@163.com

基金项目:

国家863高技术研究发展计划(2008AA0047)

  • 中图分类号: V556;TP183

摘要: 为了解决光电经纬仪由于机动目标运动模型不准确而引起的跟踪精度下降的问题,采用了单隐层前向神经网络(SLFNs)进行建模,提出了基于状态参数双重扩展卡尔曼滤波估计的共轴跟踪控制技术。仿真与实验结果显示,对83.33sin0.6t的等效正弦目标的速度估计最大误差为0.070 9()/s,跟踪精度为2.42';对旋转周期为4.5 s的光学动态靶标的跟踪精度达到2.96'以内。由此可见,所建立的模型与机动目标实际模型匹配,双重扩展卡尔曼滤波器(DEKF)能快速跟踪和估计状态参数。与传统控制方法相比,提出的方法具有更高的跟踪能力,能有效提高系统的跟踪精度。

English Abstract

参考文献 (10)

目录

    /

    返回文章
    返回