一、基于空间光通信ATP系统的图像处理技术研究（论文文献综述）
戚兴成[1]（2021）在《轻小型无线光通信捕获与跟踪技术研究》文中研究说明近年来,无线光通信因其高带宽、高数据传输速率、抗干扰能力强、安全性高等优势,已经成为国内外研究热点。由于平台相对运动、基座振动、光束发散角窄等诸多原因,无线光通信链路的建立需要使用捕获跟踪机构。典型捕获跟踪机构采用粗精两级架构,在近半球形空域覆盖范围内实现微弧度量级的跟踪精度。但是,典型的粗精两级捕获跟踪机构结构复杂、体积重量功耗大,不便于快速部署和使用维护。而在舰船、车辆间进行无线光通信的特定场景下,仅需要在球带状空域覆盖范围内建立激光通信链路,便能满足应用需求。因此,本文以简化典型粗精两级捕获跟踪机构为目标,提出并实现了一种新的轻小型无线光通信捕获与跟踪技术方案,并开展了外场演示验证。在实验过程中发现,完全依赖经验进行PID参数整定非常困难,于是又提出了一种新的多点并行随机梯度下降的PID参数自动整定算法。具体研究内容包括:1轻小型无线光通信捕获与跟踪原理样机研制。以检流式振镜为核心器件,结合激光发射模块、图像采集模块、平台姿态传感模块、数据采集模块、核心控制单元和光学组件等硬件,完成了原理样机的硬件集成。基于Lab VIEW软件开发环境实现了稳像算法、手柄控制算法、图像跟踪算法和消像旋算法,完成了原理样机的软件开发。2轻小型无线光通信捕获与跟踪原理样机性能的外场实验验证。在原理样机各功能模块的实验室定标基础上,先后在地面和海面开展了实验验证。实验结果表明,在通信距离大于2km且舰船晃动幅度小于8度的条件约束下,达到了10s至120s的稳定时间,并且跟踪精度为40微弧度。3多点并行随机梯度下降的PID参数自动整定算法研究。借鉴群智能算法和自适应光学领域的SPGD算法思想,创新性地提出了多点并行随机梯度下降的PID参数自动整定算法。并在多个控制系统模型中,将该算法与遗传、粒子群这两个经典的PID参数自动整定算法进行比较。MATLAB仿真结果表明,新算法整定效果好,超调量、稳态误差优于经典算法。综上所述,本论文研究全面突破了轻小型无线光通信捕获与跟踪技术,为无线光通信终端的小型化、便携化奠定了坚实的理论和技术基础。
阮勇[2]（2020）在《倾斜镜串级多回路控制及其振动抑制技术研究》文中研究说明由于倾斜镜采用了高精度、快速响应的线性电机（音圈、压电）,加上弹性支撑方式,很容易获得高带宽、高分辨率的闭环性能。因此,倾斜镜在跟踪精度高达微弧度级或亚微弧度级的光电跟踪系统中起着必不可少的作用。在复合轴光电跟踪系统中,倾斜镜系统的功能在于校正粗跟踪残差以及抑制平台传递的扰动。综合探测精度以及目标识别的考虑,图像传感器（CCD、CMOS）通常作为精跟踪探测器。由于图像传感器的积分成像以及图像处理造成了控制系统时延,从而制约了倾斜镜系统的闭环带宽。特别是在振动条件下,由于动力学行为复杂,模型难以精确获得。另一个具有挑战性的问题来自于闭环控制中的振动测量及其提取,那么倾斜镜的控制方法就尤为关键。对于一个基于图像的倾斜镜跟踪控制系统,为了提高跟踪性能最有效的办法是提高带宽以增加控制系统的增益,但是在倾斜镜控制系统中的时延会限制控制系统的闭环带宽。系统中的时延主要包括两个方面:第一个是图像传感器采样频率,因为图像传感器成像需要大量的积分时间,另一个方面则是数据传输需要的时间。然而,很难减少跟踪回路的时延,因为积分时间太短会影响图像的成像质量,处理数据和传输数据需要时间是不容易减少的。其次,分析倾斜镜的特性得知倾斜镜是一个0型系统,传统的倾斜镜控制方法是使用电涡流传感器等位置传感器作为内回路位置反馈控制,扩展被控对象带宽、改善被控对象特性,被控对象的带宽的扩展仅便于跟踪回路控制器的设计。虽然传统的控制方法可以在跟踪回路添加一个积分环节,将倾斜镜的控制系统的型别提升到1型,但是系统对于速度信号的跟踪总是存在偏差,使得倾斜镜的跟踪精度不高。因此,针对具有时延特性的倾斜镜0型控制系统,本课题提出一种速度-位置串级多回路控制方法以提升倾斜镜控制系统的误差抑制能力和跟踪精度。倾斜镜的系统型别为0型系统,增加一个速度回路理论上可以将被控对象的型别从0型提升到1型,跟踪回路完成闭环后系统型别可以提升到2型。本课题使用光栅尺传感器作为内回路传感器,其具有很高的精度和分辨率,不仅可以直接测量位置,而且可以将得到的位置信号进行差分得到速度,从而实现速度反馈。速度反馈回路的引入会使倾斜镜控制系统呈微分特性,当速度回路完成闭环后,跟踪回路的开环特性会引入一个积分环节。使用PI控制器便可以稳定跟踪回路并使得跟踪回路存在二阶积分,从而提高系统的误差抑制能力。在串级多回路控制的基础上引入前馈控制,进一步提升控制系统对振动的抑制能力,所采用的前馈引入节点为速度前馈,前馈通路的引入既不会影响系统的稳定性,还能提升系统的振动抑制能力。本文首先分析倾斜镜的结构,然后对所提出的方法进行理论和仿真分析,最后为验证所提出的方法搭建实验平台进行实验验证。通过对不同的控制方法进行对比,仿真分析和实验结果表明采用速度-位置回路的控制方法可以有效提高系统低频段的误差抑制能力在6dB以上;仿真结果表明前馈控制可以把系统的扰动抑制能力提升到19dB以上,从而实现提高倾斜镜控制系统的跟踪精度。
张帆[3]（2020）在《信标光动态基坐标传递及链路解耦研究》文中提出现如今,光通信技术已经随着计算机和光电子技术成为改变人类科学认知的一门新兴科学。信标光研究已经广泛涉及于各个领域,是当前光通信技术信息获取的重要途径之一,对信标光技术的理论和应用研究也具有越发深远的意义。本论文首先介绍了信标光动态传递的设计方案以及分析通信链路子系统的相关参数,将目标跟踪技术与信标光多姿态获取技术相结合,从而获取空间信标姿态信息。利用二维光电位置传感器（Position Sensitive Detector,PSD）,以正交信标光为载体对信标光所携带的三维姿态进行测量,得到相关的方位、翻转角度以及俯仰等信息。根据点光源以及入射光斑对二维PSD电极电流位置输出以及电势场进行仿真处理,论文的主要工作有:（1）对光的捕获、跟踪、以及瞄准（ATP）系统结构以及动态传递方案、通信模式进行详细分析。根据相关理论推导以及跟踪系统设计,在一定的发射光功率条件下,实验得出ATP跟踪的准确度与通信性能之间的紧密性,实用价值较强。（2）在对信标光的基坐标传递机理深入分析后,基于2D PSD位置传感器的横向光电效应,对其在三维姿态测量中的应用进行理论推导以及模型的仿真。从仿真结果的电势场梯度方向分布可以看出,二维位置传感器检测的为光斑的质心。在强度质心相同时,如果光斑直径大小改变,2D PSD在测量区域范围内不会受到影响。（3）提出并设计了一种集空间目标亮度、光谱和偏振探测功能于一体的共光路多参数解耦测量系统,利用此系统对信标光动态传递过程进行多参数特征同时提取,为空间目标识别提供多维度的信息来源,解决了空间探测中多参数提取困难、提取效率低、识别错误率高的问题。（4）基于Lab VIEW设计了上位机软件,并进行了实时在线检测,模拟跟瞄系统。分析传感器的性能指标,模拟信标光进行光路实验以及三维姿态解耦实验,实验测得在工作区域内,2D PSD位移分辨精度达到2?m;在0～90°之间,偏振基矢角在一个周期内改变四次,偏振角度的测量精度低于3°。当偏振方位角在45°左右时,偏振测量的角度测量精度优于0.1°,测量精度达到要求,验证了测量方案的可行性。
万譞[4]（2017）在《基于CMOS探测器的湍流信道高性能ATP技术研究》文中提出ATP（Acquisition,Tracking and pointing）技术是空间激光通信链路快速建立和保持链路稳定的重要条件,ATP技术是空间激光通信领域研究的热点和难点。本文以某近地湍流信道空间激光通信项目为依托,开展了基于CMOS探测器的湍流信道高性能ATP技术研究,研究主要目标是完成具有大视场快速捕获能力及小视场高性能跟踪的ATP方案设计及实现。论文主要研究内容如下:1)论文开展了ATP技术国内外动态分析,梳理了ATP技术发展在目前所存在的问题,根据应用需求,确定了论文研究目标。2)论文开展了ATP系统性能主要影响因素分析工作,其中涉及大气湍流对光斑检测的影响;对光斑检测主要误差来源进行研究,并对噪声对系统性能影响进行分析;平台抖动对ATP系统性能影响;确定了论文研究的性能指标。3)论文开展了近地湍流ATP系统重要方案设计,主要包括:完成基于CMOS自适应开窗的ATP扫描捕获、粗精跟踪方案的设计;完成CMOS探测器的去噪算法分析及设计;完成光斑质心算法分析及设计。并通过仿真验证了粗精跟踪闭环执行性能以及光斑去噪算法性能。4)基于Altera Cyclone系列FPGA芯片,完成ATP系统主控模块及光斑检测模块设计及电路实现,通过实验测试方法验证了论文设计方案的可行性和有效性。5)搭建近地湍流信道10KM无线光通信实验平台开展了链路级测试验证,验证结果表明:系统完整实现了基于CMOS自适应开窗功能的捕获、粗精跟踪功能,并成功建立双通链路;155Mbps传输码率条件下,3*24小时通信误码率保持在1E-7量级;粗跟踪精度优于24μrad;精跟踪带宽达到1khz、控制精度优于5μrad。
刘为超,黄凯锋[5]（2016）在《空间光通信ATP系统在图像处理中的应用研究》文中指出空间光通信由于传输速度快、成本低,成为当前人们关注的重点。为了准确捕获图像信号,提高图像的处理速度,提出一种空间光通信ATP系统的图像处理方法。首先阐述了空间光通信的结构及应用前景,然后详细分析了空间光通信ATP系统的硬件和软件工作模式,并设计了空间光通信ATP的图像处理系统,最后对系统的性能进行了测试。结果表明,该系统可以满足图像处理的实时性和精度要求,可以对图像信号进行准确无误的跟踪。
徐尉[6]（2016）在《无线激光通信ATP系统光斑检测技术研究与实现》文中认为无线激光通信（Wireless Laser Communication,WLC）是一种利用激光作为载波传播信息的通信方式,具有通信容量大、抗干扰能力强、架设机动灵活、无需无线电频谱许可等优点。由于WLC系统采用发散角极小的激光作为载体,光束非常窄小,加之大气湍流和平台抖动带来的光束漂移和光斑抖动影响,需要一套捕获、跟踪和瞄准（Acquisition、Tracking and Pointing,ATP）系统来建立通信链路并保证链路的畅通。光斑检测技术是ATP系统中的一项关键技术,一种抗干扰性强、鲁棒性好的光斑检测方法可以有效地缩短捕获时间、提高跟踪精度。本文完成的主要工作有:（1）设计了一种新的ATP系统光斑检测方案。利用天线前端CCD相机完成光束初始捕获;光束经卡塞格林望远镜接收后,需要被分光棱镜一分为二,其中一束在毛玻璃屏上成像,后端CCD相机通过对屏上光斑位置的检测完成光束的精跟踪。（2）根据光斑检测系统的特点提出了相应的图像处理算法。对于捕获探测器,通过制作凝视端背景噪声模板的方法识别出目标光斑;精跟踪阶段,采用圆拟合算法计算出光斑的零点坐标和半径,并通过对不规则环状光斑的特征提取和参数降维检测出光斑形心坐标。（3）完成了系统的软件设计和算法的软件实现,并进行了多次外场系统调试,确保了算法和系统的稳定性。本文最后给出了各阶段算法的光斑处理效果图,在1.3km实验中,从复杂背景噪声中准确识别出目标光斑,并成功提取出不同时刻光斑在水平和俯仰方向上误差信号,给出了光斑坐标的位置分布图,实现了系统自动捕获、对准和跟踪功能。
甘勋[7]（2016）在《提高光通信光纤耦合效率的控制方法研究》文中认为如今,光纤通信技术发展迅速并因为其高带宽、低损耗等特点广泛的应用在民用和军用领域。空间光通信因为兼备了光纤通信以及微波通信的优点,成为一种新兴的无线宽带通信技术,并受到了各国的广泛关注。各发达国家对卫星轨道之间、星-地、地-空、地-地以及大气间等各种形式的自由空间光通信系统进行了广泛的研究。由于空间光通信系统接收端接收到的信号往往十分微弱,而光纤耦合的效率直接影响空间光通信的通信解码成功率,因此提高光纤耦合效率成为空间光通信系统面临的首要挑战。影响光纤耦合效率的主要因素包括大气衰减、大气湍流和接收端的机械振动等,大气衰减会对光进行吸收和散射,属于无法补偿的损耗。大气湍流和接收端的机械振动带来的影响在接收端表现形式是光斑随机抖动、光强减弱以及耦合初始位置改变等,这部分损耗可以通过一定方式进行补偿以提高光纤耦合效率。近年来,随机并行梯度下降算法（SPGD）因为其实现容易、收敛速度快等优点在自适应光学中广泛应用。考虑到SPGD在解决随机扰动问题方面的优势,本文拟采用二维随机并行梯度下降法并结合快速反射镜（FSM）解决大气湍流以及机械抖动引起的光纤耦合效率降低的问题。通过SPGD产生正负两次二维随机扰动量并驱动FSM;以光功率计模拟光纤接收端,将采集到的两次光功率计接收到的能量并将两者的差值作为SPGD的判断因子,产生下一次扰动进而提高耦合的效率（能量）。在应用SPGD算法提高光纤耦合的过程中,影响SPGD算法收敛效果的主要因素包括耦合的初始位置对准精度以及SPGD算法的设定参数（扰动增益和扰动幅值）。实验表明,光纤的初始耦合位置的对准精度直接影响算法的收敛效果,而SPGD设定参数将影响算法的收敛速度和收敛稳定性。而随着机器视觉在光电系统中的图像采集和图像分析处理方面的广泛应用及快速发展,且CCD探测器在参数测量方面具有其他探测器无法比拟的优势,基于机器视觉的应用对我们研究提高光纤耦合效率的方法有着重要的意义。本文采用机器视觉解决采用SPGD提高光纤耦合效率时初始位置对准难的问题,并在此基础上再通过调整SPGD参数进一步提高光纤耦合效率的综合实验方案。根据实验方案,通过搭建相应的实验平台进行实验,进而论证结合机器视觉方法和SPGD算法对有效提高光纤耦合效率（能量）的应用成效。
白帅[8]（2015）在《空间二维光电转台的高稳定捕获跟踪技术研究》文中指出经过几十年的研究,空间光通信终端已经经历了两代的发展,并且各国开展了一系列的在轨光通信实验,取得了辉煌的成绩。由于激光的方向性极强,需要专门的捕获、跟踪、瞄准（Acquisition,Tracking and Pointing,简称ATP）系统来建立并维持高精度对准的光学链路。空间光通信的链路可通率和通信误码率分别对ATP系统的捕获稳定性和跟瞄精度提出了要求,同时,ATP系统还面临着空间环境和空间平台带来的挑战。所以,ATP技术是空间光通信的关键技术之一。本论文基于中国科学院知识创新工程重大项目,以星地量子通信的星载ATP系统研制为背景,研究基于空间二维光电转台结构的高稳定捕获和跟踪技术。论文的工作主要包括:介绍了ATP工作流程、系统构成和工作原理,以及二维光电转台的硬件构成与软件算法,总结了常见的捕获跟踪性能测试方法,并测试了系统的基本性能;对影响系统性能的外部环境约束进行了分析,包括大气信道特性,卫星平台扰动,以及空间热环境的影响;分析了捕获方法和捕获灵敏度,针对捕获系统面临的实际问题,提出了若干优化算法,提高了捕获的稳定性;综合分析了二维光电转台的跟踪误差,探讨了系统极限跟踪性能的限制因素,并指出提高跟踪精度的思路。论文的主要创新点有:1)考虑到光通信链路中断后快速恢复的需求,提出了基于角度信息预测滤波的快速重捕获方法。根据星地光通信指向角的特点,提出改进的有限记忆滤波算法。仿真结果表明,算法在3s内的预测精度优于0.05?,5s内的预测精度优于0.1?。实验结果表明,经历约5s的无光期后,系统能够在1s内完成重捕获。相比之下,扫描捕获方法通常需要数十秒,因此该方法可有效提高光通信链路的可通率。2)针对弱光捕获的鲁棒性问题,提出了变值速度约束的捕获优化方法。利用质心轨迹和测角信号预测得到星地相对运动速度作为速度约束的基准,实现捕获速度的变值约束。仿真和实验结果表明,优化方法使捕获灵敏度提升了约5d B。该方法在某星地量子通信ATP系统中得到了应用,地面测试显示其显着提高了信标捕获过程的稳定性。另外,对于功率受限的深空光通信链路,该方法也能够提高其链路建立的成功率。3)从系统的角度综合分析了二维光电转台的跟踪性能。分析结果表明,对二维光电转台的跟踪精度影响最大的是探测器帧频有限引起的采样延迟误差,系统的极限带宽则同时受制于机械谐振频率和探测器帧频。同时指出了利用CMOS探测器变窗手段提高跟踪精度的思路。理论分析表明,利用变窗跟踪方法能够将二维转台的极限跟踪带宽由4Hz提升到15Hz,从而使跟踪精度由2030urad提高到10urad量级。论文的研究结果对空间光通信的高稳定捕获跟踪技术起到一定促进作用。综合本文提出的若干方法和思路,有助于实现基于二维光电转台结构的小型化非复合轴ATP终端。由于其结构简化、稳定性好,对于近距离和中等速率的空间光通信具有实用价值。
孟浩然,刘欣悦,张斌[9]（2012）在《自由空间光通讯ATP系统关键技术研究》文中认为自由空间光通信是指利用激光光束作为载波在空间直接进行数据信息双向传送的一种技术。激光通信一般是在较为恶劣的空间环境下进行工作的,其中窄束激光发射光束的高精度对准是制约激光通信性能的一个主要难点,这就使得对ATP技术的研究显得尤为重要。ATP系统的性能直接影响空间光通信的质量,因此ATP技术是空间光通信系统的一项关键支撑技术。本文对空间光通讯ATP系统的关键技术做出了分析和讨论。
黄海波[10]（2011）在《复合轴光电精密跟踪伺服控制关键技术研究》文中指出本文研究内容是在某重大课题的支持下展开的,目的是为了解决空间光通信在我国尤其是在国防应用的信息传输带宽瓶颈和传输安全问题。空间光通信由于具有通信码率高、容量大、高保密性、低功耗、体积小、重量轻及抗干扰能力强等优点,使之成为将来通信领域最具潜力的通信方式,已经或即将受到了越来越多关注。正是基于这种需求,我们和中国科技大学、清华大学组成的科研团队对空间光通信的关键技术展开了深入的研究和开发。我们课题组主要侧重于激光通信中的ATP关键技术和激光通信机展开理论研究和系统设计,尤其是在ATP关键技术方面获得了一些有意义的理论成果,并在样机设计上也取得了较好的结果。本文针对空间光通信ATP系统中的精跟踪子系统展开了理论研究和系统开发工作。首先对空间光通信的念、关键技术、发展现状和趋势进行介绍,并重点介绍了武汉大学在空间光通信方面的研究成果。进而对空间光通信ATP技术中的精跟踪关键技术发展概况进行了总结,包括精跟踪探测器、精密光束偏转机构、精跟踪图像处理技术和精跟踪伺服控制技术等。然后对空间光通信ATP系统的两个主要组成部分：粗跟踪和精跟踪的构成及其视场匹配和带宽匹配进行论述,指出粗精伺服单元带宽比越大,精跟踪伺服单元对于粗跟踪控制残差能力越强。分析了ATP精跟踪系统带宽的影响因素,并对四种误差源进行误差分配,在此基础上讨论精跟踪系统的带宽补偿校正技术,采用按照期望传输特性对精跟踪系统带宽进行串联优化补偿,使得精跟踪系统的开环和闭环传输带宽大大增加,稳定裕度满足要求,系统超调量小,响应速度快,达到精跟踪系统的稳态和动态指标。接着对精跟踪图像处理的常规步骤进行阐述,即光斑图像滤波、光斑图像分割、光斑质心定位技术。建立了基于小波多尺度卡尔曼光斑质心动态系统,基于该系统利用多尺度卡尔曼滤波、改进的质心算法和经典卡尔曼预测对光斑质心进行滤波、分割和定位综合一体的算法处理,实验分析表明,采用该算法处理后的光斑质心标准差大大减小,定位精度相对于传统算法提高了80%以上。介绍了模糊控制的基本术语和基础理论,在此基础上论述了模糊控制器的基本结构和设计过程。然后详细论述了两种自适应模糊控制器的设计方法,对直接自适应模糊控制在精跟踪系统的应用进行研究,采用自适应预测与模糊控制相结合的控制算法。仿真结果表明,自适应预测模糊PID控制比传统模糊PID控制具有更好的稳态性能,并且能够更快地适应被控对象参数的变化,是一种非常理想的控制策略。最后详细论述了开发的以DSP+FPGA为核心的嵌入式精跟踪控制系统,在单片FPGA中实现了全部精跟踪有关的camera link接口技术、图像处理技术和跟踪控制技术,实现了高带宽高精度的嵌入式精跟踪样机产品设计。实验测试表明,该系统抗噪能力强,跟踪精度高,可以满足空间光通信的一般应用需求。系统的跟踪带宽达到200Hz以上,对低频抖动的压缩比达到80%以上,抖动均方差小于一个像素,定位精度约为1μrad。
二、基于空间光通信ATP系统的图像处理技术研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、基于空间光通信ATP系统的图像处理技术研究（论文提纲范文）
（1）轻小型无线光通信捕获与跟踪技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 无线光通信研究现状 |
| 1.2.2 无线光通信ATP技术研究现状 |
| 1.2.3 无线光通信ATP技术发展趋势 |
| 1.3 本文主要研究内容与创新 |
| 1.4 本文的章节安排 |
| 第二章 无线光通信的捕获与跟踪理论 |
| 2.1 捕获理论 |
| 2.1.1 开环捕获模式 |
| 2.1.2 扫描方式 |
| 2.1.3 捕获单元的性能指标 |
| 2.2 跟踪理论 |
| 2.2.1 系统跟踪精度误差源分析 |
| 2.2.2 复合轴ATP系统的先进控制算法 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 轻小型捕获跟踪系统的设计与实现 |
| 3.1 总体方案设计 |
| 3.1.1 系统架构设计 |
| 3.1.2 工作流程设计 |
| 3.1.3 链路设计 |
| 3.1.4 ATP控制环路设计 |
| 3.1.5 ATP突发中断概率分析 |
| 3.1.6 光束发散角优化 |
| 3.2 系统硬件集成 |
| 3.2.1 激光发射模块 |
| 3.2.2 图像采集模块 |
| 3.2.3 光束指向控制模块 |
| 3.2.4 计算机和控制手柄 |
| 3.2.5 数据采集模块 |
| 3.2.6 姿态传感模块 |
| 3.2.7 分色片和滤光片 |
| 3.3 系统算法设计 |
| 3.3.1 稳像算法 |
| 3.3.2 手动捕获控制算法 |
| 3.3.3 图像消像旋算法 |
| 3.3.4 光斑重心提取算法 |
| 3.3.5 PID跟踪控制算法 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 轻小型捕获跟踪系统的实验验证 |
| 4.1 地面模拟实验 |
| 4.1.1 实验设备定标 |
| 4.1.2 工作原理 |
| 4.1.3 模拟实验方案设计 |
| 4.1.4 实验结果分析 |
| 4.2 海面实验验证 |
| 4.2.1 海试方案设计 |
| 4.2.2 实验结果分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 基于智能优化算法的PID参数整定方法研究 |
| 5.1 经典优化算法整定PID参数及其仿真结果 |
| 5.1.1 遗传算法 |
| 5.1.2 粒子群算法 |
| 5.1.3 经典智能优化算法整定PID参数仿真结果 |
| 5.2 多点并行随机梯度下降算法的提出与性能仿真评估 |
| 5.2.1 经典随机并行梯度下降算法 |
| 5.2.2 多点并行随机梯度下降算法设计 |
| 5.2.3 多点并行随机梯度下降算法的性能仿真评估 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 全文总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
（2）倾斜镜串级多回路控制及其振动抑制技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状及趋势 |
| 1.2.1 倾斜镜驱动结构国内外发展现状 |
| 1.2.2 倾斜镜控制技术发展现状分析 |
| 1.3 需要解决的技术问题 |
| 1.4 本课题主要研究内容及章节安排 |
| 第2章 倾斜镜控制系统模型分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 倾斜镜物理模型 |
| 2.2.1 音圈电机工作原理 |
| 2.2.2 倾斜镜的数学模型 |
| 2.3 系统延时分析 |
| 2.4 倾斜镜的模型辨识 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 基于速率测量的倾斜镜控制系统控制方法研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 倾斜镜控制系统分析 |
| 3.3 双位置回路 |
| 3.3.1 内位置回路控制器设计 |
| 3.3.2 双位置回路中跟踪回路控制器设计 |
| 3.4 速度-位置回路 |
| 3.4.1 速度控制器设计 |
| 3.4.2 速度-位置回路中跟踪回路控制器设计 |
| 3.5 光栅尺测速 |
| 3.6 误差抑制能力分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 倾斜镜控制系统的实验平台和实验分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 伺服控制系统硬件平台组成 |
| 4.2.1 PC104 CPU单板介绍 |
| 4.2.2 AD/DA板卡介绍 |
| 4.2.3 串口板卡介绍 |
| 4.2.4 驱动电路分析 |
| 4.3 伺服控制系统软件结构分析 |
| 4.3.1 系统软件主程序设计 |
| 4.3.2 系统中断服务程序 |
| 4.3.3 系统控制程序设计 |
| 4.4 实验平台搭建 |
| 4.5 实验与实验结果分析 |
| 4.5.1 闭环性能对比 |
| 4.5.2 误差抑制能力对比 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 基于速率闭环的扰动前馈控制技术仿真研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 振动的产生 |
| 5.3 前馈控制技术 |
| 5.4 速度前馈 |
| 5.5 速度前馈控制的仿真分析 |
| 5.6 速度前馈影响因素分析 |
| 5.6.1 测速传感器带宽对前馈通路的影响 |
| 5.6.2 内回路闭环带宽对前馈通路的影响 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 本文工作总结 |
| 6.2 后续工作及展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（3）信标光动态基坐标传递及链路解耦研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 研究背景与意义 |
| 1.1.3 光信标技术研究概况 |
| 1.1.4 通信链路技术研究概况 |
| 1.2 信标光通信国内外研究现状 |
| 1.3 研究内容及具体工作安排 |
| 第二章 ATP光链路设计方案 |
| 2.1 ATP光链路动态传递 |
| 2.1.1 光通信链路跟踪过程分析 |
| 2.1.2 跟踪模型 |
| 2.2 粗跟踪系统设计 |
| 2.3 精跟踪系统设计 |
| 2.4 跟踪环路匹配 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 光通信链路子系统研究 |
| 3.1 简介 |
| 3.2 通信模式 |
| 3.3 RZ码与NRZ码选择 |
| 3.4 直接光强度调制方式 |
| 3.5 通信波长选择 |
| 3.6 噪声分析 |
| 3.7 光通信链路分析 |
| 3.7.1 通信链路方程 |
| 3.7.2 相关参数计算 |
| 3.7.3 放大系统及差错分析 |
| 3.8 实验测试 |
| 3.9 本章小结 |
| 第四章 PSD位置传感器及三维姿态仿真 |
| 4.1 传感器选型 |
| 4.2 PSD光电位置传感器特性 |
| 4.2.1 PSD的横向光电效应 |
| 4.2.2 PSD的纵向光电效应 |
| 4.2.3 PSD非线性修正 |
| 4.2.4 仿真与实验 |
| 4.2.5 误差分析 |
| 4.3 点光源下PSD位置计算及仿真 |
| 4.3.1 电流以及位置计算公式 |
| 4.3.2 点光源下电流-位置关系仿真 |
| 4.4 光斑模式下位置计算及电势场分析仿真 |
| 4.4.1 电流及位置坐标推导 |
| 4.4.2 光斑模式电势场仿真 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 信标光动态传递及链路解耦 |
| 5.1 信标动态传递过程 |
| 5.1.1 全球定位导航系统 |
| 5.1.2 惯性导航系统 |
| 5.1.3 混合系统 |
| 5.1.4 初始捕获PID控制器设计 |
| 5.2 系统硬件选取 |
| 5.2.1 二维PSD位置敏感探测器 |
| 5.2.2 光功率计 |
| 5.2.3 其他相关实验器材介绍 |
| 5.3 共光路多参数解耦测量系统 |
| 5.3.1 一体式观测装置设计 |
| 5.3.2 多参数提取解耦算法 |
| 5.3.3 总体装置结构 |
| 5.4 上位机设计及三维姿态解耦实验 |
| 5.4.1 三维姿态验证工作台设计 |
| 5.4.2 PSD位置测量 |
| 5.4.3 PSD角度测量系统 |
| 5.4.4 光强偏振检测 |
| 5.4.5 三维姿态链路解耦 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文及取得的相关科研成果 |
| 致谢 |
（4）基于CMOS探测器的湍流信道高性能ATP技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外ATP技术研究现状 |
| 1.2.2 国内ATP技术研究现状 |
| 1.3 研究内容及论文意义 |
| 1.4 论文目录安排 |
| 第二章 近地湍流ATP系统基本理论及分析 |
| 2.1 大气湍流效应及其影响 |
| 2.1.1 湍流对激光传输及光斑跟踪影响 |
| 2.1.2 信道质量对ATP系统性能评估 |
| 2.2 影响光斑检测性能的主要因素及分析 |
| 2.2.1 光斑检测误差分析 |
| 2.2.2 信噪比对光斑检测概率影响 |
| 2.2.3 噪声对跟踪误差影响 |
| 2.2.4 ATP系统光电探测器选择 |
| 2.3 常用抑制平台振动的控制方法 |
| 2.3.1 振动特性描述 |
| 2.3.2 多重积分补偿控制 |
| 2.3.3 复合轴控制方法 |
| 2.3.4 神经网络自适应控制 |
| 2.3.5 控制方案及伺服执行单元方案设计 |
| 2.4 ATP系统扫描阶段参数需求分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 近地湍流ATP系统方案设计 |
| 3.1 基于CMOS开窗的ATP方案设计 |
| 3.2 扫描捕获阶段原理及方案设计 |
| 3.2.1 视轴误差及不确定区域对捕获影响 |
| 3.2.2 扫描初始指向方案设计 |
| 3.2.3 捕获阶段的天线扫描方式 |
| 3.2.4 捕获参数设定及捕获时间分析 |
| 3.3 CMOS开窗及跟踪方案设计 |
| 3.3.1 CMOS开窗方案设计 |
| 3.3.2 粗跟踪方案设计 |
| 3.3.3 精跟踪方案设计 |
| 3.4 探测器去噪算法分析及设计 |
| 3.4.1 空间目标图像复原算法 |
| 3.4.2 中值滤波算法 |
| 3.4.3 小波阈值去噪算法 |
| 3.4.4 小波领域阈值去噪算法 |
| 3.4.5 系统去噪方案设计 |
| 3.5 光斑中心算法分析及设计 |
| 3.5.1 阈值分割处理 |
| 3.5.2 光斑最小二乘拟合法 |
| 3.5.3 像元细分算法 |
| 3.5.4 再生纵横单向凸图像中心算法 |
| 3.5.5 光斑中心算法方案设计 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 ATP系统功能的硬件实现 |
| 4.1 主控模块硬件电路设计 |
| 4.2 基于FPGA主控模块软件实现 |
| 4.2.1 Nios II软核平台设计与搭建 |
| 4.2.2 主要模块软件设计及仿真 |
| 4.2.3 自动扫描跟踪算法实现 |
| 4.3 光斑检测模块硬件电路设计 |
| 4.4 基于FPGA光斑检测模块软件实现 |
| 4.4.1 CMOS探测器芯片配置 |
| 4.4.2 CMOS光斑检测模块软件实现 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 验证测试及结果分析 |
| 5.1 主控模块软功能验证及结果分析 |
| 5.2 光斑检测模块功能测试验证及结果分析 |
| 5.2.1 图像显示及开窗功能测试 |
| 5.2.2 光斑中心算法性能测试 |
| 5.3 ATP链路级测试验证及结果分析 |
| 5.3.1 实验平台效果展示图 |
| 5.3.2 捕获实验测试及结果分析 |
| 5.3.3 跟踪实验测试及结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 论文工作总结 |
| 6.2 研究工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（5）空间光通信ATP系统在图像处理中的应用研究（论文提纲范文）
| 1 光通信ATP技术 |
| 1.1 基本概念 |
| 1.2 ATP系统组成 |
| 2 ATP系统的图像处理 |
| 2.1 脱靶量测量原理 |
| 2.2 扫描时序产生和图像数字化 |
| 3 ATP系统的硬件和软件设计 |
| 3.1 硬件设计 |
| 3.1.1 DSP芯片 |
| 3.1.2 DSP芯片的电源设计 |
| 3.1.3 DSP芯片的内部存储器设计 |
| 3.2 软件设计 |
| 3.2.1 软件的目标文件格式 |
| 3.2.2 软件代码开发流程 |
| 3.2.3 系统的工作流程 |
| 4 试验结果与测试 |
| 5 结束语 |
（6）无线激光通信ATP系统光斑检测技术研究与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景与意义 |
| 1.2 无线激光通信概述 |
| 1.2.1 无线激光通信的应用 |
| 1.2.2 无线激光通信系统组成 |
| 1.3 无线激光通信及ATP系统研究进展 |
| 1.3.1 国外研究进展 |
| 1.3.2 国内研究进展 |
| 1.4 光斑检测算法研究现状 |
| 1.5 本文主要工作 |
| 2 ATP系统概述 |
| 2.1 ATP系统的组成 |
| 2.2 ATP系统工作过程 |
| 2.3 ATP系统的关键技术 |
| 2.3.1 高概率、快速捕获技术 |
| 2.3.2 高精度控制技术 |
| 2.3.3 CCD光斑检测及图像处理技术 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 CCD光斑检测原理 |
| 3.1 CCD概述 |
| 3.1.1 CCD工作原理 |
| 3.1.2 CCD主要性能指标 |
| 3.2 CCD光斑检测系统设计 |
| 3.3 对CCD光斑检测的理论分析 |
| 3.4 CCD光斑检测误差分析 |
| 3.4.1 CCD光斑检测主要误差源 |
| 3.4.2 CCD光斑检测误差的解决途径 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 光斑检测算法研究 |
| 4.1 捕获单元图像处理方案 |
| 4.1.1 背景噪声的处理 |
| 4.1.2 光斑质心定位 |
| 4.2 精跟踪单元图像预处理方案 |
| 4.2.1 直方图均衡化 |
| 4.2.2 中值滤波处理 |
| 4.2.3 自适应阈值分割 |
| 4.3 不规则环状光斑位置检测 |
| 4.3.1 光斑外边界提取 |
| 4.3.2 光斑标准圆拟合 |
| 4.3.3 Hough检测原理 |
| 4.3.4 不规则光斑定位 |
| 4.4 精跟踪单元图像处理效果 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 外场实验研究 |
| 5.1 实验平台搭建 |
| 5.1.1 实验场地 |
| 5.1.2 实验软件平台搭建 |
| 5.2 外场实验 |
| 5.2.1 捕获相机光斑处理结果 |
| 5.2.2 跟踪相机实时采集到的不同光斑形态 |
| 5.2.3 检测数据 |
| 5.2.4 光斑位置坐标分布 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 结论 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 存在的问题 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（7）提高光通信光纤耦合效率的控制方法研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 国内外光纤耦合控制方法研究现状及进展 |
| 1.2.1 国内对光纤耦合控制方法研究 |
| 1.2.2 国外对光纤耦合的研究 |
| 1.3 课题研究的意义 |
| 1.4 论文研究的主要内容及章节安排 |
| 2 空间光通信-光纤耦合效率分析 |
| 2.1 空间光通信-光纤耦合系统 |
| 2.2 光纤耦合基本原理及耦合效率分析 |
| 2.2.1 光纤耦合基本原理 |
| 2.2.2 影响光纤耦合效率的因素 |
| 2.3 光纤耦合对准误差分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 机器视觉在提高空间光-光纤耦合效率中的应用 |
| 3.1 引言 |
| 3.1.1 影响CCD图像脱靶量提取的因素 |
| 3.1.2 机器视觉与CCD图像优化 |
| 3.1.3 机器视觉软件HALCON介绍 |
| 3.2 基于HALCON的运动光斑捕获 |
| 3.2.1 基于HALCON的运动光斑捕获 |
| 3.2.2 控制器上层软件设计 |
| 3.3 基于CCD脱靶量的控制器设计 |
| 3.3.1 利用CCD与光纤共轴保证光纤耦合效率 |
| 3.3.2 CCD控制器回路特性辨识 |
| 3.3.3 控制器设计 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 SPGD算法在提高光纤耦合效率中的应用 |
| 4.1 随机并行梯度下降（SPGD）算法 |
| 4.1.1 梯度下降算法 |
| 4.1.2 SPGD算法基本原理 |
| 4.1.3 SPGD算法收敛性分析 |
| 4.1.4 SPGD算法优化 |
| 4.2 SPGD在光纤耦合中的应用 |
| 4.2.1 二维SPGD与光纤耦合能量的提高 |
| 4.2.2 二维SPGD提高光纤耦合能量流程 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 实验结果及分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.1.1 实验验证的目的 |
| 5.1.2 实验系统介绍 |
| 5.1.3 验证步骤 |
| 5.2 SPGD提高光纤耦合能量实验及结果分析 |
| 5.2.1 SPGD提高光纤耦合的能量 |
| 5.2.2 初始位置对SPGD收敛性的影响 |
| 5.2.3 扰动幅值对SPGD算收敛稳定性的影响 |
| 5.2.4 扰动增益对SPGD算收敛稳定性的影响 |
| 5.3 CCD寻找耦合能量极值点 |
| 5.4 基于CCD和SPGD的转接实验 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 论文主要工作及创新点 |
| 6.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及在学期间发表的学术论文与研究成果 |
（8）空间二维光电转台的高稳定捕获跟踪技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1. 引言 |
| 1.1. 课题背景和研究意义 |
| 1.2. 空间光通信及ATP技术发展概述 |
| 1.2.1. 国外典型实验 |
| 1.2.2. 国内发展现状 |
| 1.2.3. 发展趋势分析 |
| 1.3. 空间光通信对ATP系统的需求 |
| 1.3.1. 捕获稳定性与链路可通率 |
| 1.3.2. 跟瞄精度与通信误码率 |
| 1.4. 论文研究内容 |
| 1.5. 本章小结 |
| 2. 二维光电转台捕获跟踪系统概述 |
| 2.1. ATP系统的工作原理 |
| 2.1.1. ATP工作流程 |
| 2.1.2. 系统构成与工作原理 |
| 2.1.3. 复合轴跟踪 |
| 2.1.4. ATP系统设计指标 |
| 2.2. 二维光电转台系统介绍 |
| 2.2.1. 系统的硬件构成 |
| 2.2.2. 软件算法设计 |
| 2.3. 系统基本性能测试 |
| 2.3.1. 常用的捕获跟踪性能测试方法 |
| 2.3.2. 二维光电转台基本性能测试 |
| 2.4. 高稳定捕获跟踪的关键问题分析 |
| 2.5. 本章小结 |
| 3. 系统的外部约束分析 |
| 3.1. 大气信道特性与链路损耗分析 |
| 3.1.1. 大气信道特性分析 |
| 3.1.2. 信标光链路损耗估算 |
| 3.2. 卫星平台对系统的干扰特性 |
| 3.2.1. 卫星平台振动的影响 |
| 3.2.2. 卫星平台姿态机动的影响 |
| 3.3. 空间热环境对转台运动性能的影响 |
| 3.3.1. 二维转台轴系和运动特性 |
| 3.3.2. 驱动电路与电流闭环控制 |
| 3.4. 外部约束的综合分析 |
| 3.5. 本章小结 |
| 4. 基于预测滤波的快速重捕获方法 |
| 4.1. 捕获方法概述 |
| 4.1.1. 捕获方式与扫描模式 |
| 4.1.2. 常见的捕获优化策略 |
| 4.1.3. 捕获预指向误差分析 |
| 4.2. 快速重捕获问题 |
| 4.2.1. 快速重捕获的需求 |
| 4.2.2. 快速重捕获的策略 |
| 4.3. 预测滤波的原理 |
| 4.3.1. 基于角度信息的预测滤波 |
| 4.3.2. 卡尔曼滤波和有限记忆滤波的比较 |
| 4.4. 改进的有限记忆滤波器设计与仿真 |
| 4.4.1. 有限记忆滤波器存在的问题 |
| 4.4.2. 改进的有限记忆滤波器设计 |
| 4.4.3. 算法仿真 |
| 4.5. 模拟重捕获实验 |
| 4.5.1. 室内模拟捕获实验系统 |
| 4.5.2. 实验结果与分析 |
| 4.6. 本章小结 |
| 5. 弱光条件下的捕获鲁棒性研究 |
| 5.1. 捕获灵敏度与跟踪灵敏度 |
| 5.1.1. 捕获系统的灵敏度 |
| 5.1.2. 跟踪系统的灵敏度 |
| 5.2. 弱光条件下的捕获不稳定问题 |
| 5.2.1. 现象描述 |
| 5.2.2. 现象解释 |
| 5.2.3. 机理分析 |
| 5.2.4. 捕获灵敏度修正 |
| 5.3. 针对弱光鲁棒性的捕获系统优化 |
| 5.3.1. 提高弱光捕获鲁棒性的方法 |
| 5.3.2. 基于变值速度约束的捕获系统优化 |
| 5.4. 捕获系统优化的验证实验 |
| 5.4.1. 实验系统搭建 |
| 5.4.2. 速度预测精度测试 |
| 5.4.3. 弱光捕获实验 |
| 5.4.4. 优化方法小结 |
| 5.5. 本章小结 |
| 6. 二维光电转台的跟踪性能研究 |
| 6.1. 跟踪性能的研究意义 |
| 6.2. 跟踪误差分析 |
| 6.2.1. 跟踪误差的来源 |
| 6.2.2. 不同误差源的影响分析 |
| 6.3. 控制器的带宽优化设计 |
| 6.3.1. 不同误差的带宽需求 |
| 6.3.2. 开环截止频率与闭环带宽 |
| 6.3.3. 带宽设计原则 |
| 6.4. 系统的极限跟踪性能探讨 |
| 6.4.1. 静态性能 |
| 6.4.2. 动态性能 |
| 6.5. 提高跟踪精度的方法 |
| 6.5.1. 脱靶量信号预测 |
| 6.5.2. CMOS探测器变窗跟踪 |
| 6.6. 本章小结 |
| 7. 总结与展望 |
| 参考文献 |
（10）复合轴光电精密跟踪伺服控制关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 目录 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.1.1 概述 |
| 1.1.2 空间光通信研究内容 |
| 1.2 国内外研究发展概况 |
| 1.2.1 国外研究发展概况 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 精跟踪伺服系统发展概况 |
| 1.3.1 精跟踪探测器 |
| 1.3.2 光束偏转控制结构 |
| 1.3.3 精跟踪图像处理技术 |
| 1.3.4 精跟踪伺服控制技术 |
| 1.4 本论文的主要工作 |
| 第二章 精跟踪系统伺服带宽优化研究 |
| 2.1 复合轴ATP系统构成研究 |
| 2.1.1 光学系统设计 |
| 2.1.2 粗跟踪部分 |
| 2.1.3 精跟踪部分 |
| 2.2 粗精跟踪系统的匹配 |
| 2.2.1 视场匹配 |
| 2.2.2 带宽匹配 |
| 2.3 精跟踪系统带宽的影响因素 |
| 2.3.1 光电图像检测误差 |
| 2.3.2 动态滞后误差 |
| 2.3.3 平台振动抑制残差 |
| 2.3.4 其他各种力矩干扰误差 |
| 2.4 精跟踪系统带宽的优化设计 |
| 2.4.1 系统补偿校正技术 |
| 2.4.2 系统期望传输特性的设计 |
| 2.4.3 精跟踪被控对象传递函数的辨识 |
| 2.4.4 系统优化设计验证 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 精密跟踪图像处理技术研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 常规光斑图像处理技术 |
| 3.2.1 光斑图像滤波技术 |
| 3.2.2 光斑图像分割技术 |
| 3.2.3 光斑质心定位技术 |
| 3.3 卡尔曼滤波 |
| 3.4 精跟踪图像处理的多尺度卡尔曼滤波 |
| 3.4.1 小波变换基础 |
| 3.4.2 图像精跟踪系统的多尺度描述 |
| 3.4.3 图像精跟踪系统的多尺度卡尔曼滤波 |
| 3.5 实验分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 精密跟踪控制策略研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 模糊控制的基础理论 |
| 4.2.1 模糊控制理论的基本概念 |
| 4.2.2 模糊控制系统的基本结构 |
| 4.2.3 模糊控制器的设计 |
| 4.4 专家模糊PID控制器 |
| 4.4.1 经典PID控制器 |
| 4.4.2 模糊PID控制器 |
| 4.4.3 仿真分析 |
| 4.5 自适应模糊PID控制器 |
| 4.5.1 间接自适应模糊控制器 |
| 4.5.2 直接自适应模糊控制器 |
| 4.5.3 仿真分析 |
| 4.6 自适应预测模糊控制器 |
| 4.6.1 自适应预测控制器的设计 |
| 4.6.2 仿真分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 嵌入式精跟踪实验系统的研究与设计 |
| 5.1 嵌入式精跟踪实验系统构成 |
| 5.1.1 精跟踪实验系统硬件设计 |
| 5.1.2 精跟踪实验系统软件设计 |
| 5.2 精跟踪实验系统测试研究 |
| 5.2.1 精跟踪室内测试实验 |
| 5.2.2 精跟踪室外测试实验 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间的科研成果 |
| 致谢 |
四、基于空间光通信ATP系统的图像处理技术研究（论文参考文献）
- [1]轻小型无线光通信捕获与跟踪技术研究[D]. 戚兴成. 电子科技大学, 2021(01)
- [2]倾斜镜串级多回路控制及其振动抑制技术研究[D]. 阮勇. 中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所), 2020(08)
- [3]信标光动态基坐标传递及链路解耦研究[D]. 张帆. 上海工程技术大学, 2020(04)
- [4]基于CMOS探测器的湍流信道高性能ATP技术研究[D]. 万譞. 电子科技大学, 2017(02)
- [5]空间光通信ATP系统在图像处理中的应用研究[J]. 刘为超,黄凯锋. 激光杂志, 2016(10)
- [6]无线激光通信ATP系统光斑检测技术研究与实现[D]. 徐尉. 西安理工大学, 2016(04)
- [7]提高光通信光纤耦合效率的控制方法研究[D]. 甘勋. 中国科学院研究生院(光电技术研究所), 2016(08)
- [8]空间二维光电转台的高稳定捕获跟踪技术研究[D]. 白帅. 中国科学院研究生院(上海技术物理研究所), 2015(06)
- [9]自由空间光通讯ATP系统关键技术研究[A]. 孟浩然,刘欣悦,张斌. 第三十一届中国控制会议论文集C卷, 2012
- [10]复合轴光电精密跟踪伺服控制关键技术研究[D]. 黄海波. 武汉大学, 2011(05)