光电成像跟踪系统 (2010 年度畅销榜NO.50241 )

本书论述光电工程领域中有关来电成像跟踪系统分析、设计及应用。重点放在光电成像跟踪系统的控制方面。第一章和第二章介绍了光电成像跟踪系统的发展和典型应用、光电成像传感器性能模型和可见光电视成像及红外成像跟踪系统的总体设计。第三章至第五章介绍了光电成像跟踪伺服系统的设计和某些先进控制策略及应用。第六至第八章介绍了几种典型的实际应用的光电成像跟踪系统的工程设计和仿真设计。本书给出许多实例并结合国际最流行的MATLABI具箱和SimuLink仿真工具的使用，便于工程设计人员掌握光电成像跟踪伺服系统的设计方法。\r\n 本书适合于光电工程控制领域的工程技术人员阅读，也可供从事自动控制设计的工程技术人员和大专院校相关专业师生参考。

第一章 导论\r\n\r\n第二章 光电成像跟踪系统总体设计\r\n\r\n第三章 捕获跟踪瞄准的基本问题\r\n\r\n第四章 光电成像跟踪伺服系统设计\r\n\r\n第五章 光进控制策略和应用\r\n\r\n第六章 地基光电成像跟踪系统应用研究\r\n\r\n第七章 机载光电成像跟踪系统应用研究\r\n\r\n第八章 空间光通信捕获跟踪瞄准系统\r\n\r\n附录 本书部分MATLAB仿真程序\r\n\r\n参考文献

    光电成像技术是适应信息社会的需要而迅速发展的光电技术学科中一门新技术分支学科。光电成像技．术主要是研究如何实现和优化目标图像信息的接收、转换、处理、存储和显示。光电成像技术，可以扩展人眼对微弱光图像的探测能力和对不可见辐射（红外、紫外、X射线、亚毫米波等）图像的接收能力，可以将超高速现象记录下来。正是由于光电成像技术的这些作用，才逐步发展成为现在的各类光电成像系统。
    如同许多高新技术的发展一样，光电成像技术首先在军事领域中得到了应用，各种先进的光电成像系统在国防和军事上发挥重要的作用。例如：用于监视的机载、飞船载以及卫星戴光电成像系统；用于夜视的飞机和直升飞机红外成像导航系统、红外成像搜索跟踪系统（IRST）和红外成像导弹制导系统等。
    上述这些先进的光电成像系统不仅要求高灵敏度、高分辨率、高响应速率的光电成像器件、高速和大容量的信号处理分系统、高质量的光学分系统、还要求具有捕获、跟踪、瞄准（ATP）功能的控制分系统。这是因为无论是机载的、飞船载的以及卫星戴的光电成像系统对于特定目标的成像都存在搜索、捕获和跟踪的过程。对用于导弹制导和激光定向武器的光电成像系统还存在一个精确瞄准问题。相类似地，对于运动目标成像的地基光电成像系统也是如此。因此，光电成像系统的设计和性能评估要求掌握几个技术领域，包括光学、光电成像传感器、噪声理论、信号处理、大气效应、目标特性，此外，还应该包括光电成像系统的控制。虽然，现在已有一些光电系统和光电成像系统的著作，但是，这些著作对于光电成像系统的控制问题，对于控制分系统的设计和性能评估以及对光电成像性能的影响等问题，却涉及不多。本书试图填补这方面的不足，将光电成像跟踪系统的工程设计和性能评估所要求的技术分析综合为本书。
    本书分为以下三个部分。第一部分：第一章和第二章。第一章导论结出光电成像跟踪系统的定义和原理，并且通过几个典型的光电成像跟踪系统例子进一步说明其工作原理和应用。第二章光电成像跟踪系统总体设计给出总体设计流程、光电成像光学系统基本参数，在此基础上讨论了电视成像和红外成像跟踪系统总体设计问题。这一章内容对于光电成像跟踪系统的总体设计师来说虽然内容“过于简单”，但是，对于光电成像跟踪系统的控制分系统设计师和工程师来说其内容却是必要而足够了，这些内容为他们从总体设计角度掌握和运用系统分析和设计方法建立了基础。第二部分包括第三章到第五章，这几章内容可以说是本书的基础篇，它主要是为光电成像跟踪系统的控制分系统的设计师和工程师而写的。第三章给出捕获跟踪瞄准（ATP）的基本问题，包括ATP基本概念和综述，以及ATP性能要求。本章特点是从统计学角度结出了捕获成功概率，跟踪概率和瞄准概率公式，揭示了它们和系统参数以及系统性能指标的关系。第四章光电成像跟
踪伺服系统设计结出模拟和采样伺服系统的工作原理和设计方法，并且提供了光电成像跟踪伺服系统和其他高精度跟踪伺服系统几乎普遍采用的力矩电机直接驱动伺服系统设计指导书。第五章给出为满足光电成像跟踪系统的特殊和更高的性能要求所采用的先进控制策略及其应用。虽然这里列举的先进控制策略并不全面，也没有包括当今控制理论和技术发展前沿的智能控制方面的先进控制策略，这主要是因为从实际应用的角度这里介绍的先进控制策略都已经技术发展成熟，并且已经成功地应用于某些光电成像跟踪系统中。第三部包括第六章到第八章。它们是本书的应用篇。它们是根据作者多年来的科研工作实践和成果而提取出来的。
    本书包含的光电成像跟踪伺服系统设计的例子，都采用了目前国际以至国内控制领域中最流行的MATLAB软件。MATLAB软件使控制系统和许多工程技术领域的分析与设计以及科学计算变得十分地快捷和简单了，它的各种专用软件包（工具箱）和SimuLink仿真工具提供了一个强有力的工具。将MATLAB计算机辅助设计工具和光电成像跟踪系统的分析与设计结合起来，是一个发展方向，也是本书的特点之一。
    本书主要是面向光电工程控制领域的科技人员，也可以供其他领域从事自动控制的工程技术人员以及大专院校有关专业师生参考。
    本书出版得到中国科学院成都光电技术研究所原所长马佳光研究员的支持，在此表示衷心的感谢。
    由于作者学识水平有限，书中不免有不妥和错误之处，希望能够得到各研究院所专家和科技人员，以及各高校师生的批评指正。
作者
2002年9月于成都

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