【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光束指向控制，具体涉及一种光束指向协同控制方法、装置及存储介质。
技术介绍
1、现有技术中，随着无人平台和信息技术的快速发展，无人机在民用领域得到了广泛应用，使用难度也在不断降低。无人机变得容易获得、轻巧携带、操作简单、搭载能力已经达到或者超过了10千克，并且飞行高度较高，这使得无人机除了作为空中摄影、摄像工具用于航拍等领域外也不排除还会用于其他用途。近年来无人机闯入机场以及一些重要场所的新闻频繁被报道，不仅给公共安全带来巨大的潜在威胁，而且造成了极大的经济损失。激光反无设备是应对无人机威胁的一种有效的手段，越来越得到用户的广泛认可。
2、复合轴装置是光束指向双通道控制的一种实现结构，可大幅度提高光电系统的闭环指向精度和响应频率，在光电跟踪、激光通讯等领域有着广泛应用，也是激光反无设备实现高精度跟瞄的主要手段。随着用户需求的发展，逐渐要求车载复合轴装置能够实现车辆运动中的精密光束指向。为了实现车载复合轴装置在车辆运动中的精密光束指向需求，目前亟需解决的主要技术问题主要有两点：一是对目标当前位置的实时高精度定向；二是实现粗跟踪执行器(即跟踪框架)和精跟踪执行器(即快速反射镜)的高效配合。
3、因此，需要一种新的协同控制方法来解决上述技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种光束指向协同控制方法，用于解决现有技术中不能高精度定向、不能协同控制，导致光束指向的效率低、准确率低的技术问题。
2、本专利技术的目的还在于提供一种实
3、本专利技术的目的还在于提供一种计算机可读存储介质。
4、本专利技术解决其技术问题的技术方案为：
5、一种光束指向协同控制方法，包括以下步骤：
6、s1：在负载坐标系中对精跟踪处理器、粗跟踪处理器获取的数据下决策，获得融合后的目标偏差信息；
7、s2：将目标偏差信息、俯仰角编码器信息转换到伺服坐标系下，与方位角编码器信息进行信息融合，获得目标的指向信息；
8、s3：将目标指向信息和组合惯导信息转换到大地坐标系下进行信息融合，获得目标在大地坐标系下的指向角度；
9、s4：根据目标在大地坐标系下的历史指向角度数据，采用运动预测方法来对目标运动造成的时间滞后进行预测，获得时滞补偿后的目标指向信息；
10、s5：将时滞补偿信息再反向转换至负载坐标系下，就可以得到快反镜偏转角度信息。
11、优选的，所述步骤s1中目标偏差信息的计算公式如下：
12、
13、其中，为目标偏差信息的估计值，eir为红外通道提取的目标偏差信息，etv为电视通道提取的目标偏差信息，cir为红外通道的加权增益，ctv为电视通道的加权增益；惯性陀螺和电视/红外偏差量数据是处于负载坐标系下的，在负载坐标系中，ol为内框中心，olzl轴垂直于内框底座平面指向内框上方方向，olxl轴由内框中心沿视轴指向前方，olyl轴根据右手定则确定；
14、当仅以红外通道目标提取的信息进行协同控制时，通过惯性陀螺的2000hz的高频数据对快反镜偏转角度信息进行插值，将快反镜偏转角度控制量从50hz提升至200hz，具体的计算公式如下：
15、
16、其中，ek为红外通道k时刻实际采样的偏差量信息，δk为提高帧频后插值时刻与k时刻的时间间隔，ω为陀螺输出数据，ek+δk为k+δk时刻的偏差量插值信息。
17、优选的，所述步骤s2中获得目标的指向信息的计算公式如下：
18、
19、
20、其中，为框架坐标系转换成伺服坐标系时的坐标转换矩阵；θfw为伺服方位框架角；为负载坐标系转换成框架坐标系时的坐标转换矩阵；θfy为伺服俯仰框架角；为伺服坐标系下目标的视线矢量的指向信息；为负载坐标系下目标的视线矢量的指向信息；俯仰角编码器的数据是处于框架坐标系下的，在框架坐标系中，ok为内框中心，okzk轴垂直于外框底座平面指向外框上方方向，okxk轴由外框中心指向外框前方，okyk轴根据右手定则确定；方位角编码器的数据是处于伺服坐标系下的，在伺服坐标系中，os为伺服中心，oszs轴垂直于伺服底座平面指向伺服上方方向，osxs轴由伺服中心指向伺服方位轴零位方向，osys轴根据右手定则确定。
21、优选的，所述步骤s3中获得目标在大地坐标系下的指向角度的计算公式如下：
22、
23、其中，为大地坐标系下目标的视线矢量的指向信息；σz为惯导输出的航向角，σy为惯导输出的俯仰角，σx为惯导输出的滚转角；为车体坐标系转换成大地坐标系时的坐标转换矩阵；为大地坐标系转换成车体坐标系时的坐标转换矩阵；e为单位矩阵；在大地坐标系为中，oe为初始时刻的车体中心，oeze轴为初始时刻的地心指向车体中心方向，oexe轴为初始时刻的车体中心指向车体前方方向，oeye轴根据右手定则确定；车载组合惯导的数据是处于车体坐标系下的，在车体坐标系中，ov为车体中心，ovzv轴为车体中心指向车体上方方向，ovxv轴为车体中心指向车体前方方向，ovyv轴根据右手定则确定；
24、优选的，所述步骤s4中获得时滞补偿后的目标指向信息的计算公式如下：
25、
26、其中，为大地坐标系下时滞补偿后的目标的视线矢量的指向信息；，δre为目标的视线矢量在大地坐标系下的时滞补偿，δt为滞后时间，为目标的视线矢量的估计值。
27、优选的，所述步骤s5中快反镜偏转角度信息的计算公式如下：
28、
29、其中，为负载坐标系下目标的视线矢量的快反镜偏转角度信息；为矢量在负载坐标系下x轴上的分量；为矢量在负载坐标系下y轴上的分量；为矢量在负载坐标系下z轴上的分量；为框架坐标系转换成负载坐标系时的坐标转换矩阵；为伺服坐标系转换成框架坐标系时的坐标转换矩阵；为框架车体系转换成伺服坐标系时的坐标转换矩阵；为大地坐标系转换成车体坐标系时的坐标转换矩阵；为快反镜俯仰角度偏转控制量，为快反镜方位角度偏转控制量。
30、优选的，还包括时间配准方法，具体的配准步骤如下：
31、d1:北斗授时设备将秒脉冲信号发送给车载组合惯导和复合轴系统内部的时统板；
32、d2:车载惯导设备以秒脉冲信号为基准生成内部同步信号，并同步输出数据；
33、时统板以秒脉冲信号为基准，生成三路时统同步信号给精跟踪电视、粗跟踪电视/红外和伺服控制器，以秒脉冲信号的下降沿为起始时刻，采用高精度晶振计数实现内部分频，每间隔第一设定时间后进行一次时间对齐；
34、d3:精跟踪电视根据收到的时统信号下降沿作为起始曝光时刻，规划内部时序；粗跟踪电视/红外根据收到的时统信号下降沿作为起始曝光/积分时刻，规划内部时序；伺服控制器以收到的时统信号为基准，生成两路时统同步信号给角编码器和惯性陀螺，以时统同步信号的下降沿为起始时刻，采用高精度晶本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种光束指向协同控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的光束指向协同控制方法，其特征在于：所述步骤S1中目标偏差信息的计算公式如下：
3.如权利要求1所述的光束指向协同控制方法，其特征在于：所述步骤S2中获得目标的指向信息的计算公式如下：
4.如权利要求1所述的光束指向协同控制方法，其特征在于：所述步骤S3中获得目标在大地坐标系下的指向角度的计算公式如下：
5.如权利要求1所述的光束指向协同控制方法，其特征在于：所述步骤S4中获得时滞补偿后的目标指向信息的计算公式如下：
6.如权利要求1所述的光束指向协同控制方法，其特征在于：所述步骤S5中快反镜偏转角度信息的计算公式如下：
7.如权利要求1所述的光束指向协同控制方法，其特征在于：还包括时间配准方法，具体的配准步骤如下：
8.一种实现权利要求1-7所述光束指向协同控制方法的装置，其特征在于：包括精跟踪处理器、粗跟踪处理器、车载组合惯导、伺服控制器，快反镜控制器；所述伺服控制器包括惯性陀螺、角编码器；所述精跟踪处理器、粗跟踪处
9.如权利要求8所述的光束指向协同控制装置，其特征在于：还包括北斗授时设备、时统板，所述北斗授时设备分别与时统板、车载组合惯导连接，所述时统板分别与精跟踪处理器、粗跟踪处理器、伺服控制器连接，所述伺服控制器分别与惯性陀螺、角编码器连接。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，使计算机可读存储介质所在设备执行权利要求1-7任一项所述的控制方法。
...【技术特征摘要】
1.一种光束指向协同控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的光束指向协同控制方法，其特征在于：所述步骤s1中目标偏差信息的计算公式如下：
3.如权利要求1所述的光束指向协同控制方法，其特征在于：所述步骤s2中获得目标的指向信息的计算公式如下：
4.如权利要求1所述的光束指向协同控制方法，其特征在于：所述步骤s3中获得目标在大地坐标系下的指向角度的计算公式如下：
5.如权利要求1所述的光束指向协同控制方法，其特征在于：所述步骤s4中获得时滞补偿后的目标指向信息的计算公式如下：
6.如权利要求1所述的光束指向协同控制方法，其特征在于：所述步骤s5中快反镜偏转角度信息的计算公式如下：
7.如权利要求1所述的光束指向协同控制方法，其特征在于：还包括时间配准方法，具...
【专利技术属性】
技术研发人员：张鹏，侯辉辉，袁园，郭旭，贾曼，朱晓凯，李卫森，王冠军，
申请(专利权)人：中原电子技术研究所中国电子科技集团公司第二十七研究所，
类型：发明
国别省市：
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