文档介绍：光电跟踪系统及方法
专利名称：光电跟踪系统及方法
技术领域：
本发明涉及光电系统，尤其涉及光电跟踪系统及方法。
背景技术：
光电跟踪系统是光学、电气、机械、控制、信号处理于一体高度集成化的系统装置， 是利用光电探测器元件作为敏感元二轴驱动器17相连，所述第一力矩电机11与所述第一轴驱动器9相连，所述第二力矩电机15 与所述第二轴驱动器17相连；所述传动轴包括第一传动轴12和第二传动轴13，所述第一力矩电机11与所述第一传动轴12相连、并驱动所述第一传动轴进行转动，所述第二力矩电机15与所述第二传动轴13相连、并驱动第二传动轴13进行转动；所述传动轴编码器包括第一传动轴编码器10和第二传动轴编码器16,所述第一传动轴12与所述第一传动轴编码器10输入端相连，所述第一传动轴编码器10输出端与所述运动控制器18相连，所述第二传动轴13与所述第二传动轴编码器16输入端相连，所述第二传动轴编码器16输出端与所述运动控制器18相连。
所述激光跟踪单元4包括数据采集卡5、工业摄像头6、激光测距仪8，所述数据采集卡5输入端与所述工业摄像头6相连，所述数据采集卡5输出端与所述工业计算机3相连，所述激光测距仪8与所述工业计算机3相连，所述工业计算机3用于接收所述激光测距仪8和所述数据采集卡5传输的数据。所述激光跟踪单元4与所述转台14连接在一起。本发明公开了一种光电跟踪方法，在步骤SI中，激光跟踪单元实时跟踪靶标，并将跟踪数据信息传输至伺服控制单元。在步骤S2中，伺服控制单元计算出靶标偏移量，并控制转台随靶标进行移动。
激光跟踪单元包括数据采集卡、工业摄像头、激光测距仪，工业摄像头将拍摄的数据传输至数据采集卡，激光测距仪用于测量靶标与转台的距离，伺服控制单元接收数据采集卡和激光测距仪传送的数据、并计算出靶标偏移量，从而控制转台随靶标进行移动。工业计算机根据靶标偏移量，向运动控制器发送指令；运动控制器向轴驱动器发送指令、并控制力矩电机，从而使与力矩电机相连的传动轴进行转动；传动轴编码器检测传动轴的运动量，并将运动量反馈给运动控制器；运动控制器将运动量传输至工业计算机，工业计算机根据传动轴的运动量、控制传动轴的转动，从而使转台根随靶标进行移动。该光电跟踪系统的转台14为模拟火炮或雷达跟踪系统运动模块的类工业旋转运动系统，激光跟踪单元4向伺服控制单元2提供跟踪目标的偏移量，确保伺服控制单元2精准地跟踪目标，其精度对最终跟踪精度有直接的影响。转台14采用地平式结构设计，包括第一传动轴12和第二传动轴13两个转动关节，结构紧凑、承载能力大、方便调整测量，从而达到转台14设计体积小、质量小、平稳性高的要求，转台14通过伺服控制单元2来实现跟踪测量功能。伺服控制单元2采用数字化控制，由工业计算机3、运动控制器18、轴驱动器、力矩电机、传动轴编码器、数据采集卡、I/O接口板组成。激光跟踪单元4提供偏移量，为运动控制器18提供目标偏差信号，运动控制器18将控制量信号下达给轴驱动器，轴驱动器根据控制信号驱动力矩电机转动，带动转台14转动,转台14的转动量通过传动轴编码器测量反馈给运动控制器18，构成一闭环控制系统。该光电跟踪系统还包括跟踪控制软件，跟踪控制软件的区域模块化设计、界面友好，操作简单方便，主要包括图像靶标显示区、摄像机工作区、跟踪数据显示区、靶标位置显示区、控制器