Controle de compensação de deslocamento de imagem com alternância de sensor duplo

SHI Shaocen ,  

TIAN Dapeng ,  

WANG Zhishu ,  

WANG Zhongshi ,  

WANG Yutang ,  

摘要

Devido ao tempo de exposição prolongado dos dispositivos de observação remota multimodal em condições de alta velocidade e baixa altitude, ocorre deslocamento de imagem. O método de compensação baseado apenas em giroscópio apresenta problemas como comandos complexos e desvio do eixo de visão devido ao acúmulo de deriva do giroscópio. Para atender aos requisitos de imagem remota de alta sobreposição e alta relação sinal-ruído, propõe-se um método de controle de compensação de deslocamento de imagem com alternância de sensor duplo que combina o Diferenciador Linear de Rastreamento (Linear Tracking Differentiator, LTD) e o Controle de Aprendizado Iterativo (Iterative Learning Control, ILC). Baseado em uma estrutura de compensação com sensor duplo composta por giroscópio e codificador, durante a fase de exposição utiliza-se o giroscópio para controle em malha fechada de velocidade para realizar compensação em tempo real. Ao término da exposição, alterna-se para um codificador de alta precisão para controle em malha fechada de posição e retorno rápido a zero para eliminar o acúmulo de deriva. Simultaneamente, o LTD gera comandos suaves de velocidade e posição para evitar oscilações dinâmicas causadas por excitações em degrau. Introduz-se o ILC do tipo PD no rastreamento de comandos periódicos de velocidade, utilizando erros históricos para construir compensação preditiva e melhorar a precisão do rastreamento da trajetória. Resultados experimentais mostram que, em comparação com a compensação de deslocamento de imagem baseada apenas no giroscópio, o método de compensação com alternância de sensor duplo combinado com comandos suaves do LTD pode eliminar o desvio do eixo de visão, realizar controle rápido de retorno sem sobreposição e reduzir os intervalos de captura de imagem. Durante o tempo de exposição, com a combinação do ILC, a faixa de erro de velocidade durante a exposição foi reduzida de ±0,2410 (°)/s para ±0,0867 (°)/s, uma contração de 64%, e a precisão da compensação foi significativamente melhorada.

关键词

compensação de deslocamento de imagem; alternância de sensor; diferenciador de rastreamento; aprendizado iterativo

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