跟蹤誤差光電子成像跟蹤誤差涉及因素

跟蹤誤差視頻跟蹤器誤差

視頻跟蹤器誤差是純粹的圖像處理自身的誤差，是以判斷圖像像元的最小分辨率來(lái)定義的。通常跟蹤器的誤差不大于l/2像素。根據(jù)光電系統(tǒng)所采用的紅外熱像儀或電視攝像機(jī)的視場(chǎng)，可以很方便地估算出對(duì)應(yīng)不同視場(chǎng)時(shí)像元數(shù)的尺寸大小。

跟蹤誤差視頻跟蹤器噪聲

視頻跟蹤器的噪聲是信號(hào)處理電路造成的，正常情況下，跟蹤器噪聲不大于一個(gè)像素。同理，可根據(jù)光電系統(tǒng)所采用的光電傳感器視場(chǎng)計(jì)算出對(duì)應(yīng)不同視場(chǎng)時(shí)像元數(shù)的尺寸大小，從而得到視頻跟蹤器噪聲造成的跟蹤誤差。

跟蹤誤差通信延遲

取差器對(duì)目標(biāo)的跟蹤算法以及將誤差以一定的時(shí)間報(bào)告給CPU，這種時(shí)間延遲將影響跟蹤精度。報(bào)告延遲通常小于一幀，即20 ms。

跟蹤誤差穩(wěn)定誤差

造成瞄準(zhǔn)線穩(wěn)定誤差的主要因素如前所述。跟蹤誤差是和瞄準(zhǔn)線穩(wěn)定誤差密切相關(guān)的，瞄準(zhǔn)線的晃動(dòng)直接導(dǎo)致跟蹤誤差的形成。

跟蹤誤差跟蹤控制回路誤差

跟蹤控制回路是由視頻取差器，通過(guò)對(duì)目標(biāo)瞄準(zhǔn)點(diǎn)與瞄準(zhǔn)線之間取差作為指令輸入，經(jīng)由跟蹤控制器、濾波器、放大器、驅(qū)動(dòng)器、電動(dòng)機(jī)等去驅(qū)動(dòng)萬(wàn)向架和光電傳感器跟蹤目標(biāo)。并通過(guò)光電傳感器瞄準(zhǔn)線的位置構(gòu)成閉環(huán)回路。該回路伺服性能的好壞，即穩(wěn)態(tài)誤差的大小和系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)品質(zhì)等，均和跟蹤誤差密切相關(guān)。

仿真過(guò)程中，固定平臺(tái)Y軸，X和z軸運(yùn)動(dòng)，期望Z軸在X，Z平面上運(yùn)動(dòng)軌跡為

從仿真結(jié)果我們可以看出，模糊CMAC作用力跟蹤阻抗控制器能補(bǔ)償平臺(tái)動(dòng)力學(xué)上的不確定性，基于位置阻抗控制的性能稍微優(yōu)于基于力矩阻抗控制。為了進(jìn)行仿真比較，我們用CMAC代替FCMAC進(jìn)行仿真，固定y軸，X和z軸運(yùn)動(dòng)，期望z軸在x和Z平面上運(yùn)動(dòng)軌跡為

從仿真結(jié)果我們可以看出，F(xiàn)CMAC性能優(yōu)于CMAC，基于位置阻抗控制的性能稍微優(yōu)于基于力矩阻抗控制。另外，由于基于位置的阻抗控制方案無(wú)需改變內(nèi)部的控制結(jié)構(gòu)便可使位置控制平臺(tái)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)魯棒性作用力控制。

常規(guī)的反饋控制僅利用了當(dāng)前控制時(shí)刻的信息，當(dāng)目標(biāo)輸入變化時(shí)，會(huì)因控制滯后而產(chǎn)生跟蹤誤差，因而僅利用常規(guī)的反饋控制不能滿足高精度跟蹤的要求。跟蹤誤差如從頻域分析，可以分為由幅值誤差引起的和由相位誤差引起的兩部分。為了減小誤差，可考慮對(duì)它們分別進(jìn)行補(bǔ)償。對(duì)于前者可以用．放大器進(jìn)行補(bǔ)償，對(duì)于后者則可采取零極點(diǎn)對(duì)消的辦法來(lái)進(jìn)行相位補(bǔ)償，但這種方法只適用于最小相位系統(tǒng)．對(duì)于非最小相位系統(tǒng)，接此原則設(shè)計(jì)系統(tǒng)剮會(huì)導(dǎo)致不希望的零極點(diǎn)對(duì)消。

為避免這一點(diǎn)，Tomizuka等人在1987年提出了采用預(yù)見(jiàn)控制，利用未來(lái)信息使從目標(biāo)輸?shù)娇刂戚敵龅南辔徊钤谌l率域內(nèi)補(bǔ)償?shù)?的設(shè)計(jì)方案，即零相位誤差跟蹤控制(ZPETC) 。1992年舟橋康行、山田學(xué)在 采用兩自由度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法來(lái)設(shè)計(jì)零相位跟蹤控制器，不僅將從目標(biāo)輸入到控制輸出的相位差在壘頻率域內(nèi)補(bǔ)償?shù)?0，而且可謂整控制系統(tǒng)的增益特性。但是他所針對(duì)的典型信號(hào)中沒(méi)有包括正弦信號(hào)，在跟蹤正弦信號(hào)時(shí)，仍存在幅值誤差，而且其設(shè)計(jì)過(guò)程比較復(fù)雜，不便于實(shí)際應(yīng)用。

【目標(biāo)跟蹤誤差】target tracking error

由動(dòng)態(tài)滯后及其變化、角閃爍、目標(biāo)起伏等因素引起的跟蹤誤差。

動(dòng)態(tài)滯后誤差是由于目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的，與目標(biāo)的角速度、角加速度和伺服系統(tǒng)速度誤差常數(shù)、加速度誤差常數(shù)有關(guān)，表現(xiàn)為天線的運(yùn)動(dòng)滯后于目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)，使目標(biāo)偏離電軸，從而產(chǎn)生一個(gè)誤差電壓；動(dòng)態(tài)滯后的變化與目標(biāo)的角速度變化、角加速度變化和伺服系統(tǒng)速度誤差常數(shù)、加速度誤差常數(shù)及設(shè)備時(shí)延有關(guān)，一般情況下該項(xiàng)誤差很小，可以不予考慮。

角閃爍是由目標(biāo)不同部位反射干涉而引起的角誤差，產(chǎn)生角閃爍的原因目前有目標(biāo)回波波前畸變或回波能量傳播方向畸變兩種解釋；目標(biāo)起伏表現(xiàn)為天線所收到回波的強(qiáng)度發(fā)生變化，當(dāng)目標(biāo)運(yùn)動(dòng)、翻滾，或雷達(dá)對(duì)目標(biāo)的視角發(fā)生變化時(shí)，均會(huì)引起回波強(qiáng)度的變化，在雷達(dá)測(cè)量過(guò)程中這種變化是隨機(jī)的，所以也稱隨機(jī)噪聲。 2100433B

中文名稱

角跟蹤誤差

英文名稱

angle tracking error

定　　義

雷達(dá)跟蹤目標(biāo)時(shí)，雷達(dá)天線瞄準(zhǔn)軸和目標(biāo)視線間的夾角。

應(yīng)用學(xué)科

航空科技（一級(jí)學(xué)科），航空電子與機(jī)載計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（二級(jí)學(xué)科）