雍爱霞，吴微露，刘　伟

（电子工程学院，合肥　230037）

球形光电成像系统空间目标跟踪的转台控制*

雍爱霞，吴微露，刘伟

（电子工程学院，合肥230037）

针对光电成像跟踪系统需要超大视场及高机械集成度以满足航空设备对重量和体积的特殊需求，采用球形步进电机作为光电成像跟踪转台的执行机构，提出一种空间目标跟踪的转台控制方法。首先将空间目标的位置转换为三维转动群的群元，群元采用四元数作为三维旋转的数据结构，然后构建转台在空间步进旋转的路径图，并设计在不同空间位置下的目标跟踪方法，仿真结果表明球形转台控制方法进行目标跟踪的有效性，转台可以较快地搜索到通往目标位置的最佳路径，从而实现目标跟踪，跟踪误差取决于目标的具体位置，同时光电传感器在系统存在扰动时进行重新定位有着重要的意义。

球形转台，光电成像，目标跟踪，三维转动群，路径图

0　引言

对于军用光电成像跟踪系统，超大视场范围及高机械集成度是技术创新的重要方向，适合航空、机载和舰载技术中对侦察设备的体积和重量有特殊要求的场合。目前国内光电成像跟踪系统的种类已有很多，它们在研究和应用领域相对成熟［1］，但从运动学角度来看，实现三维空间目标跟踪以球形结构电机驱动最为有利，这对于提高设备的高集成度和跟踪控制有着重要的影响。国外球形结构的光电成像跟踪系统要追溯到海湾战争以前，美国1989年研制的MMS光电跟踪仪采用的是轻小球形结构跟踪座，被装在许多战舰和航空装备中，并执行大视场夜间导航等多项特殊任务；……