[发明专利]车载摄像稳定平台控制系统

权利要求书

1.车载摄像稳定平台控制系统，其特征在于：所述的车载摄像稳定平台上安装陀螺、电位计、电机，分别用于敏感平台的角速率，测量平台的角度和驱动平台转动；车载摄像稳定平台控制系统包括信号处理模块、功率模块、稳定控制器、锁定控制器和两个前馈控制器；稳定控制器、功率模块、平台上的电机和陀螺以及信号处理模块构成系统的稳定回路；锁定控制器、稳定回路、平台上的电机和电位计以及信号处理模块构成系统的锁定回路；

陀螺敏感的平台角速率和电位计测量的平台角度由信号处理模块依次进行低通滤波、模数转换后，得到陀螺速率信号和电位计角度信号，上述两个信号分别作为稳定回路和锁定回路的输入；待摄像目标的移动量经过前馈控制器I进行比例运算后叠加在陀螺速率信号的同时，将待摄像目标的移动量经过前馈控制器II进行比例、积分运算后得到平台需转动的角度叠加在电位计角度信号上后输入给锁定控制器，经锁定控制器PID处理后与上述陀螺速率信号一起输入给稳定控制器，经稳定控制器进行PID运算处理后生成控制量，并将控制量进行PWM调制后生成PWM信号，该PWM信号经过功率模块进行光耦隔离和驱动后送入平台上的电机，由电机控制平台动作，陀螺和电位计重新输出平台角速率和平台角度，作为稳定回路和锁定回路的输入，构成双闭环回路。

2.根据权利要求1所述的车载摄像稳定平台控制系统，其特征在于：所述的待摄像目标的移动量可以通过手动控制或自动跟踪给出，当通过手动控制时，待摄像目标的移动量为光电码盘或操纵杆给出的加矩指令，当为自动跟踪时，待摄像目标的移动量为目标脱靶量。

3.根据权利要求2所述的车载摄像稳定平台控制系统，其特征在于：所述的光电码盘或操纵杆给出的加矩指令是光电码盘输出的角位置，码盘的转动角度与平台俯仰轴和方位轴的转动角度一一对应。

4.根据权利要求2所述的车载摄像稳定平台控制系统，其特征在于：所述的目标脱靶量由图像跟踪算法给出，算法处理流程如下：

第一步，对图像进行中值滤波去噪声；

第二步，对滤波后的图像利用sobel边缘检测提取波门内目标边缘；

第三步，二值化分割出目标边缘；

第四步，组合利用NMI特征量和质心坐标偏移量作特征匹配搜索，得出当帧的目标位置，设匹配函数为：

k(x,y)=λ1·|p(x0,y0)→-p′(x,y)→|+λ2·|NMI(x0,y0)-NMI′(x,y)|]]>

则整个特征匹配搜索过程即为求函数k(x，y)的极小值，此时(x，y)为目标在当帧中的坐标，其相对与视场中心坐标的偏移坐标即为得到的目标脱靶量；

其中波门大小为a×a，(x₀，y₀)为前一帧的波门坐标，(x，y)为当帧的波门坐标(x₀-a/2≤x≤x₀+a/2，y₀-a/2≤y≤y₀+a/2)；NMI(x₀，y₀)分别为前一帧波门(x₀，y₀)内目标质心的坐标向量和目标的NMI不变矩；NMI′(x，y)为当前帧搜索区域波门(x，y)内目标质心的坐标向量和NMI不变矩，λ₁，λ₂为匹配权值，λ₁+λ₂＝1。

5.根据权利要求1所述的车载摄像稳定平台控制系统，其特征在于：所述的锁定回路的带宽为稳定回路带宽的1/5～1/10。