一种两轴四框光电吊舱自动陀螺漂移补偿的实现方法与流程

本发明属于自动控制技术，涉及一种两轴四框光电吊舱自动陀螺漂移补偿的实现方法，用途是实现光电吊舱的一键自动高精度陀螺漂移补偿，代替目前吊舱上常用的手动漂移补偿。

背景技术：

由于光电吊舱内陀螺的物理特性，光电吊舱在上电后都会出现陀螺漂移的现象，陀螺漂移会使吊舱的图像随之漂移，破坏吊舱图像的稳定性，所以吊舱需要进行漂移补偿。

现有的国内外吊舱大多采用手动陀螺漂移补偿的方法进行漂移补偿，手动补偿需要在吊舱陀螺漂移后观测吊舱视频的漂移方向，在吊舱手柄上设置专门的漂移补偿方向按键，手动操作按键，上下键补偿俯仰方向的漂移，左右键补偿方位方向的漂移，当吊舱的视频不再漂移时，手动储存补偿参数。手动漂移补偿耗费时间长，需要吊舱操作员耗费宝贵的时间进行操作，且补偿精度不好，补偿效果一般。此外手动需要在吊舱操作手柄上设置多个补偿按键，无法实现一键自动补偿，难以实现同时补偿方位和俯仰。

技术实现要素：

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种两轴四框光电吊舱自动陀螺漂移补偿的实现方法。代替目前两轴四框吊舱一般采用的手动陀螺漂移补偿，实现吊舱的一键自动高精度陀螺补偿，简化光电吊舱的机上操作。

技术方案

一种两轴四框光电吊舱自动陀螺漂移补偿的实现方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：在吊舱启动并自检后吊舱静止时，连续采集吊舱外框和内框的角度，计算吊舱外框相对与吊舱的角速度ω_o和内框相对与吊舱的角速度ω_i；

步骤2：根据框架的角速度解算出光轴移动的角速度：ω_axis＝ω_i+ω_o+ω_pod；其中：ω_pod为吊舱相对与惯性空间在一个轴系上的的角速度，在吊舱静止时为零；

步骤3：将光轴移动的角速度ω_axis输入吊舱的控制系统，控制系统输出漂移补偿参数；

步骤4：将漂移补偿参数输入吊舱的稳定控制系统，改变控制系统输出的陀螺进动值；

步骤5：当角速度ω_axis小于阈值时储存漂移补偿参数并自动退出自动漂移补偿状态。

所述阈值为根据允许的每分钟最大视场漂移角度计算满足吊舱的稳定性阈值。

所述阈值为0.001度/每秒。

有益效果

本发明提出的一种两轴四框光电吊舱自动陀螺漂移补偿的实现方法，实现两轴四框光电吊舱的一键快速自动陀螺漂移补偿。其特征是，在吊舱启动并自检后保持吊舱静止，此时保持采集吊舱外框和内框的角度，通过微分计算吊舱外框和内框相对与吊舱的角速度。根据框架的角速度解算出光轴移动的角速度，通过根据光轴移动的角速度，计算漂移补偿参数，使光轴在惯性空间内稳定，当光轴静态稳定性小于阈值时储存漂移补偿参数并自动退出自动漂移补偿状态。

本发明的自动陀螺漂移补偿控制方法可同时补偿光电吊舱的方位和俯仰两个轴系，补偿速度快，补偿精度高，并可以实现一键漂移补偿。

附图说明

图1是本发明光电吊舱自动陀螺漂移补偿框图

图2是本发明光电吊舱自动陀螺漂移补偿算法流程图

具体实施方式

现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：

两轴四框光电吊舱方位和俯仰每个轴向上有外框和内框两个框架，在光电吊舱启动并自检后保持吊舱静止，此时让测角设备连续采集吊舱在方位和俯仰两个轴向上外框和内框的角度，通过微分计算出吊舱外框相对与吊舱在两个轴系上的角速度。

设吊舱相对与惯性空间在一个轴系上的角速度为ω_pod，吊舱外框相对于吊舱的角速度为ω_o，吊舱内框相对于吊舱的角速度为ω_i，吊舱光轴在对应的轴系上的角速度为ω_axis，则有

ω_axis＝ω_i+ω_o+ω_pod

当吊舱静止时有ω_pod＝0，因此根据内外框轴系移动的的角速度解算出光轴在两个轴系上的角速度。

因此对于两轴四框吊舱，当吊舱静止时，吊舱外方位框相对于吊舱的角速度为ω_{X_o}，吊舱内方位框相对于吊舱的角速度为ω_{X_i}，吊舱外俯仰框相对于吊舱的角速度为ω_{Y_o}，吊舱内俯仰框相对于吊舱的角速度为ω_{Y_i}，吊舱光轴在方位轴系上的角速度为ω_X，吊舱光轴在俯仰轴系上的角速度为ω_Y，则有：

ω_X＝ω_{X_i}+ω_{X_o}

ω_Y＝ω_{Y_i}+ω_{Y_o}

将光轴在方位轴和俯仰轴移动的角速度ω_X和ω_Y输入吊舱的控制系统，控制系统输出漂移补偿参数；将漂移补偿参数输入吊舱的稳定控制系统，改变控制系统输出的陀螺进动值，使光轴在惯性空间内稳定；吊舱方位轴的角速度ω_X小于方位角速度阈值，且吊舱俯仰轴的角速度ω_Y小于俯仰角速度阈值时，储存漂移补偿参数并自动退出自动漂移补偿状态。

阈值为根据方位和俯仰轴上允许的每分钟最大视场漂移角度计算出，实施例的俯仰阈值为0.0010°/s，方位阈值0.0013°/s。