本發(fā)明屬于自動(dòng)控制技術(shù)，涉及一種兩軸四框光電吊艙自動(dòng)陀螺漂移補(bǔ)償?shù)膶?shí)現(xiàn)方法，用途是實(shí)現(xiàn)光電吊艙的一鍵自動(dòng)高精度陀螺漂移補(bǔ)償，代替目前吊艙上常用的手動(dòng)漂移補(bǔ)償。

背景技術(shù)：

由于光電吊艙內(nèi)陀螺的物理特性，光電吊艙在上電后都會(huì)出現(xiàn)陀螺漂移的現(xiàn)象，陀螺漂移會(huì)使吊艙的圖像隨之漂移，破壞吊艙圖像的穩(wěn)定性，所以吊艙需要進(jìn)行漂移補(bǔ)償。

現(xiàn)有的國內(nèi)外吊艙大多采用手動(dòng)陀螺漂移補(bǔ)償?shù)姆椒ㄟM(jìn)行漂移補(bǔ)償，手動(dòng)補(bǔ)償需要在吊艙陀螺漂移后觀測吊艙視頻的漂移方向，在吊艙手柄上設(shè)置專門的漂移補(bǔ)償方向按鍵，手動(dòng)操作按鍵，上下鍵補(bǔ)償俯仰方向的漂移，左右鍵補(bǔ)償方位方向的漂移，當(dāng)?shù)跖摰囊曨l不再漂移時(shí)，手動(dòng)儲(chǔ)存補(bǔ)償參數(shù)。手動(dòng)漂移補(bǔ)償耗費(fèi)時(shí)間長，需要吊艙操作員耗費(fèi)寶貴的時(shí)間進(jìn)行操作，且補(bǔ)償精度不好，補(bǔ)償效果一般。此外手動(dòng)需要在吊艙操作手柄上設(shè)置多個(gè)補(bǔ)償按鍵，無法實(shí)現(xiàn)一鍵自動(dòng)補(bǔ)償，難以實(shí)現(xiàn)同時(shí)補(bǔ)償方位和俯仰。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

要解決的技術(shù)問題

為了避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提出一種兩軸四框光電吊艙自動(dòng)陀螺漂移補(bǔ)償?shù)膶?shí)現(xiàn)方法。代替目前兩軸四框吊艙一般采用的手動(dòng)陀螺漂移補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)吊艙的一鍵自動(dòng)高精度陀螺補(bǔ)償，簡化光電吊艙的機(jī)上操作。

技術(shù)方案

一種兩軸四框光電吊艙自動(dòng)陀螺漂移補(bǔ)償?shù)膶?shí)現(xiàn)方法，其特征在于步驟如下：

步驟1：在吊艙啟動(dòng)并自檢后吊艙靜止時(shí)，連續(xù)采集吊艙外框和內(nèi)框的角度，計(jì)算吊艙外框相對與吊艙的角速度ω_o和內(nèi)框相對與吊艙的角速度ω_i；

步驟2：根據(jù)框架的角速度解算出光軸移動(dòng)的角速度：ω_axis＝ω_i+ω_o+ω_pod；其中：ω_pod為吊艙相對與慣性空間在一個(gè)軸系上的的角速度，在吊艙靜止時(shí)為零；

步驟3：將光軸移動(dòng)的角速度ω_axis輸入吊艙的控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)輸出漂移補(bǔ)償參數(shù)；

步驟4：將漂移補(bǔ)償參數(shù)輸入吊艙的穩(wěn)定控制系統(tǒng)，改變控制系統(tǒng)輸出的陀螺進(jìn)動(dòng)值；

步驟5：當(dāng)角速度ω_axis小于閾值時(shí)儲(chǔ)存漂移補(bǔ)償參數(shù)并自動(dòng)退出自動(dòng)漂移補(bǔ)償狀態(tài)。

所述閾值為根據(jù)允許的每分鐘最大視場漂移角度計(jì)算滿足吊艙的穩(wěn)定性閾值。

所述閾值為0.001度/每秒。

有益效果

本發(fā)明提出的一種兩軸四框光電吊艙自動(dòng)陀螺漂移補(bǔ)償?shù)膶?shí)現(xiàn)方法，實(shí)現(xiàn)兩軸四框光電吊艙的一鍵快速自動(dòng)陀螺漂移補(bǔ)償。其特征是，在吊艙啟動(dòng)并自檢后保持吊艙靜止，此時(shí)保持采集吊艙外框和內(nèi)框的角度，通過微分計(jì)算吊艙外框和內(nèi)框相對與吊艙的角速度。根據(jù)框架的角速度解算出光軸移動(dòng)的角速度，通過根據(jù)光軸移動(dòng)的角速度，計(jì)算漂移補(bǔ)償參數(shù)，使光軸在慣性空間內(nèi)穩(wěn)定，當(dāng)光軸靜態(tài)穩(wěn)定性小于閾值時(shí)儲(chǔ)存漂移補(bǔ)償參數(shù)并自動(dòng)退出自動(dòng)漂移補(bǔ)償狀態(tài)。

本發(fā)明的自動(dòng)陀螺漂移補(bǔ)償控制方法可同時(shí)補(bǔ)償光電吊艙的方位和俯仰兩個(gè)軸系，補(bǔ)償速度快，補(bǔ)償精度高，并可以實(shí)現(xiàn)一鍵漂移補(bǔ)償。

附圖說明

圖1是本發(fā)明光電吊艙自動(dòng)陀螺漂移補(bǔ)償框圖

圖2是本發(fā)明光電吊艙自動(dòng)陀螺漂移補(bǔ)償算法流程圖

具體實(shí)施方式

現(xiàn)結(jié)合實(shí)施例、附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步描述：

兩軸四框光電吊艙方位和俯仰每個(gè)軸向上有外框和內(nèi)框兩個(gè)框架，在光電吊艙啟動(dòng)并自檢后保持吊艙靜止，此時(shí)讓測角設(shè)備連續(xù)采集吊艙在方位和俯仰兩個(gè)軸向上外框和內(nèi)框的角度，通過微分計(jì)算出吊艙外框相對與吊艙在兩個(gè)軸系上的角速度。

設(shè)吊艙相對與慣性空間在一個(gè)軸系上的角速度為ω_pod，吊艙外框相對于吊艙的角速度為ω_o，吊艙內(nèi)框相對于吊艙的角速度為ω_i，吊艙光軸在對應(yīng)的軸系上的角速度為ω_axis，則有

ω_axis＝ω_i+ω_o+ω_pod

當(dāng)?shù)跖撿o止時(shí)有ω_pod＝0，因此根據(jù)內(nèi)外框軸系移動(dòng)的的角速度解算出光軸在兩個(gè)軸系上的角速度。

因此對于兩軸四框吊艙，當(dāng)?shù)跖撿o止時(shí)，吊艙外方位框相對于吊艙的角速度為ω_{X_o}，吊艙內(nèi)方位框相對于吊艙的角速度為ω_{X_i}，吊艙外俯仰框相對于吊艙的角速度為ω_{Y_o}，吊艙內(nèi)俯仰框相對于吊艙的角速度為ω_{Y_i}，吊艙光軸在方位軸系上的角速度為ω_X，吊艙光軸在俯仰軸系上的角速度為ω_Y，則有：

ω_X＝ω_{X_i}+ω_{X_o}

ω_Y＝ω_{Y_i}+ω_{Y_o}

將光軸在方位軸和俯仰軸移動(dòng)的角速度ω_X和ω_Y輸入吊艙的控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)輸出漂移補(bǔ)償參數(shù)；將漂移補(bǔ)償參數(shù)輸入吊艙的穩(wěn)定控制系統(tǒng)，改變控制系統(tǒng)輸出的陀螺進(jìn)動(dòng)值，使光軸在慣性空間內(nèi)穩(wěn)定；吊艙方位軸的角速度ω_X小于方位角速度閾值，且吊艙俯仰軸的角速度ω_Y小于俯仰角速度閾值時(shí)，儲(chǔ)存漂移補(bǔ)償參數(shù)并自動(dòng)退出自動(dòng)漂移補(bǔ)償狀態(tài)。

閾值為根據(jù)方位和俯仰軸上允許的每分鐘最大視場漂移角度計(jì)算出，實(shí)施例的俯仰閾值為0.0010°/s，方位閾值0.0013°/s。