雙視場焦平面熱像儀精確定位研究.pdf

1、目前，我國防空部隊夜間作戰(zhàn)仍主要靠雷達來探測目標。然而，防空部隊配備的雷達性能大都較為落后，工作中容易受到電磁干擾，并容易受到敵方導彈的攻擊，因此，對以非制冷焦平面熱像儀為核心的低空紅外預警系統(tǒng)的研究與設計具有重大意義。 雙視場熱像儀在大視場模式下可用于觀察大的場景區(qū)域、搜索疑似目標，在小視場模式下可用于仔細觀察或放大目標，對目標進行識別、跟蹤與瞄準，完成定焦系統(tǒng)不可能完成的任務。傳統(tǒng)的手動調焦依靠人的目測和手調，耗時長，可重復

2、性?。欢鴮嶋H應用中，需要熱像儀能準確迅速的定位到“圖像預置點”，因此本文開展了對非制冷焦平面熱像儀雙視場與焦距定位的研究。 本文首先對非制冷焦平面熱像儀大小視場切換、焦距定位的原理進行了分析，針對現有的硬件和結構空間的限制，本文采用改進的非線性變速積分PID算法，構造閉環(huán)位置反饋控制來實現焦距定位，并使用光電編碼器來提供電機的位置反饋，檢測容易，精度高。 本文結合實際需求與設計成本兩方面進行考慮，選用低功耗16位微控制器

3、MSP430F157與Altera公司的CPLD EPM1270T144C5，設計了非制冷焦平面熱像儀焦距定位控制系統(tǒng)的硬件電路，利用硬件描述語言（VHDL）在CPLD中實現了編碼器4倍頻與防抖動濾波算法，提高了定位的精度與抗干擾能力，較之傳統(tǒng)采用RC電路及門電路來完成對編碼器反饋信號處理的方法，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和靈活性。為了克服調焦齒輪磨損后間隙變大而引起定位精度變差，圖像不清楚的問題，本文開展了對自動調焦算法的研究，選取了合適的焦