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一种高精度船只目标光电定位系统设计与实现

李英杰 李绍军 蒋鹏 卢嘉成 陈力 梁冬冬 周磊

李英杰, 李绍军, 蒋鹏, 卢嘉成, 陈力, 梁冬冬, 周磊. 一种高精度船只目标光电定位系统设计与实现[J]. 红外技术, 2023, 45(10): 1090-1095.
引用本文: 李英杰, 李绍军, 蒋鹏, 卢嘉成, 陈力, 梁冬冬, 周磊. 一种高精度船只目标光电定位系统设计与实现[J]. 红外技术, 2023, 45(10): 1090-1095.
LI Yingjie, LI Shaojun, JIANG Peng, LU Jiacheng, CHEN Li, LIANG Dongdong, ZHOU Lei. Design and Implementation of a High-precision Ship Target Photoelectric Positioning System[J]. Infrared Technology , 2023, 45(10): 1090-1095.
Citation: LI Yingjie, LI Shaojun, JIANG Peng, LU Jiacheng, CHEN Li, LIANG Dongdong, ZHOU Lei. Design and Implementation of a High-precision Ship Target Photoelectric Positioning System[J]. Infrared Technology , 2023, 45(10): 1090-1095.

一种高精度船只目标光电定位系统设计与实现

详细信息
    作者简介:

    李英杰(1987-),男,博士,从事光电技术研究。E-mail:lsj_gdsf@163.com

    通讯作者:

    李绍军(1989-),男,硕士,从事云台伺服控制技术研究。E-mail:lsj_gdsf@163.com

  • 中图分类号: TN06

Design and Implementation of a High-precision Ship Target Photoelectric Positioning System

  • 摘要: 针对跨海桥梁或沿海机场等场所需要实时测算获取移动船只目标绝对位置和高程的现实需要,文中介绍一种高精度光电船只目标定位系统设计与实现方案。通过将高清高精度光学探测组件集成于高精度云台设备内部,可实时解算出目标点的绝对位置信息和高程信息并上报监控系统。结合雷达系统引导可实现无人值守情况下自动测算过往船只经纬度坐标及高程功能。经实际运行测试,该系统展现出良好的可靠性,具有较好的测量精度和应用前景。
  • 图  1  目标定位系统示意

    Figure  1.  Target positioning system diagram

    图  2  目标位置信息解算流程

    Figure  2.  Target location information calculation process

    图  3  目标与云台坐标系关系

    Figure  3.  The relationship between the target and PTZ coordinate system

    图  4  目标与偏移后的云台坐标系关系

    Figure  4.  The relationship between the target and offset PTZ coordinate system

    图  5  云台伺服系统方案

    Figure  5.  PTZ servo system scheme

    图  6  速度环LADRC控制器结构

    Figure  6.  Speed loop LADRC controller structure

    图  7  速度环响应曲线对比

    Figure  7.  Comparison of speed loop response curves Angle/(°)

    图  8  位置环响应曲线对比

    Figure  8.  Comparison of position loop response curves

    图  9  系统工作流程

    Figure  9.  System workflow diagram

    表  1  电机和编码器参数

    Table  1.   Motor and encoder parameter

    J180LWX005 motor Value EAC90F-0M21S encoder Value
    Rated torque/(N⋅m) 8 Resolution 21 bits
    Rated current/A 4 Accuracy < 30″
    No-load speed/rpm 110 Maximum speed/rpm 6000
    Torque coefficient/(N⋅m/A) 2
    Phase resistor/Ω 1.6
    Phase inductance/mH 4.5
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    表  2  目标经纬度测量对照

    Table  2.   Target longitude and latitude measurement comparison

    Actual value of target longitude and latitude/° Measurement value of target longitude and latitude/° Distance/m Deviation/m
    Longitude: 118.7693622; Latitude: 31.87598539 Longitude: 118.7693379; Latitude: 31.8759465 2638 4.77
    Longitude: 118.7841865; Latitude: 31.896963 Longitude: 118.7841426; Latitude: 31.8969342 3825 4.86
    Longitude: 118.7775752; Latitude: 31.9166531 Longitude: 118.777571; Latitude: 31.9166863 6025 3.71
    Longitude: 118.86845383; Latitude: 31.89987727 Longitude: 118.868425; Latitude: 31.8998692 8224 2.84
    下载: 导出CSV

    表  3  目标高程测量对照

    Table  3.   Target height measurement comparison

    Actual value of target height/m Measurement value/m Distance/m Deviation/m
    87.944 88.2 2638 0.256
    113.346 112.4 3825 -0.946
    116.26 115.2 6025 -1.06
    230.2 228.7 8224 -1.5
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-09-03
  • 修回日期:  2022-09-25
  • 刊出日期:  2023-10-20

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