紅外小目標(biāo)檢測(cè)跟蹤系統(tǒng)的伺服控制研究

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1、分類號(hào)TP391學(xué)校代碼10590UDC621密級(jí)公開深圳大學(xué)碩士學(xué)位論文紅外小目標(biāo)檢測(cè)跟蹤系統(tǒng)的伺服控制研究學(xué)位申請(qǐng)人姓名胡勤專業(yè)名稱信息與通信工程學(xué)院（系、所）信息工程學(xué)院指導(dǎo)教師姓名黃敬雄教授原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文紅外小目標(biāo)檢測(cè)跟蹤系統(tǒng)的伺服控制研究是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的作品或成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。論文作者簽名：日期：年月

2、日紅外小目標(biāo)檢測(cè)跟蹤系統(tǒng)的伺服控制研究摘要紅外小目標(biāo)檢測(cè)跟蹤技術(shù)被廣泛應(yīng)用于軍事領(lǐng)域。研究紅外小目標(biāo)檢測(cè)跟蹤系統(tǒng)，使它能夠更加穩(wěn)定、實(shí)時(shí)地完成檢測(cè)與跟蹤任務(wù)，具有非常重要的實(shí)用價(jià)值。研究紅外小目標(biāo)檢測(cè)跟蹤系統(tǒng)需解決兩個(gè)關(guān)鍵問題：1)如何從紅外圖像序列中快速檢測(cè)識(shí)別目標(biāo)，并獲取目標(biāo)準(zhǔn)確的位置，即目標(biāo)檢測(cè)與開環(huán)跟蹤問題，2)如何準(zhǔn)確地控制云臺(tái)跟蹤運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，即閉環(huán)跟蹤控制問題。本文以總裝預(yù)研項(xiàng)目為背景，圍繞紅外小目標(biāo)檢測(cè)跟蹤系統(tǒng)中的閉環(huán)跟蹤控制技術(shù)開展研究，實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)對(duì)近程運(yùn)動(dòng)小目標(biāo)的穩(wěn)定跟蹤。本文主要工作包括：1)系統(tǒng)伺服控

3、制方案的設(shè)計(jì)。根據(jù)紅外小目標(biāo)檢測(cè)跟蹤系統(tǒng)中目標(biāo)跟蹤過程確定系統(tǒng)的伺服控制方案。該方案是系統(tǒng)把通過目標(biāo)檢測(cè)與跟蹤處理獲取的目標(biāo)脫靶量作為位置環(huán)控制器的輸入，對(duì)云臺(tái)作位置環(huán)控制。2)云臺(tái)控制算法的設(shè)計(jì)。根據(jù)系統(tǒng)中云臺(tái)的應(yīng)用環(huán)境和技術(shù)指標(biāo)要求，開展對(duì)比例積分微分（PID）控制與模糊PID控制的研究，設(shè)計(jì)了模糊PID控制器。同時(shí)，給出了該控制器中模糊推理系統(tǒng)的工程實(shí)現(xiàn)方法，并通過仿真和外場(chǎng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該工程實(shí)現(xiàn)方法的有效性。3)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用。根據(jù)云臺(tái)的控制算法和紅外小目標(biāo)檢測(cè)跟蹤算法，在DSP平臺(tái)和PC平臺(tái)上分別實(shí)現(xiàn)了相關(guān)軟件的

4、開發(fā)，并搭建了紅外小目標(biāo)檢測(cè)跟蹤系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。在該系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)了PID控制與模糊PID控制以及完成了相關(guān)的實(shí)測(cè)應(yīng)用，測(cè)試結(jié)果表明系統(tǒng)能夠達(dá)到項(xiàng)目要求的技術(shù)指標(biāo)。關(guān)鍵詞:紅外小目標(biāo)檢測(cè)跟蹤系統(tǒng);PID控制;模糊PID控制ITheStudyofServoControlonInfraredSmallTargetDetectionandTrackingSystemAbstractInfraredsmalltargetdetectionandtrackingtechnologyhasbeenwildlyappliedinth

5、emilitaryfield.Ithasverysignificantpracticalvaluestostudyinfraredsmalltargetdetectionsystemsandtocompletedetectionandtrackingworkmorestably,timely.Tostudyaninfraredsmalltargetdetectionandtrackingsystem,weneedtosolvetwokeyproblems:1)howtodetectatargetandobtainitse

6、xactpositionfromimagesequences,namelytheproblemoftargetdetectionandopen-looptracking;2)howtoaccuratelycontrolcradleheadtotrackmovingtargets,namelytheclosedlooptrackingproblem.Therefore,supportedbythegeneralarmamentsdepartmentpre-researchproject,thisdissertationin

7、vestigatestheclosed-looptrackingcontroltechnologyoninfraredsmalltargetdetectionandtrackingsystems,anditaimstostablytracktheshort-rangmovingtargets.Themainworkincludes:1)Designoftheservocontrolschemeforinfraredsmalltargetdetectionandtrackingsystem.Accordingtotheta

8、rgettrackingprocess,aservocontrolschemeisdesigned.Inthedesignedscheme,thetargetmissdistance,whichisobtainedthroughdetectingandtrackingtargets,isusedasaninputof