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专利号: 2022111091085
申请人: 山东科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-27
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种水下光谱成像系统的控制方法,其特征在于,所述水下光谱成像系统包括第一驱动电机、滤光片轮和角度检测传感器,所述角度检测传感器用于测量所述滤光片轮的转动角度,所述控制方法包括:获取所述滤光片轮的前N个时刻的滤光片轮的实际转动角度和所述第一驱动电机的转动角速度,其中,N≥1;

基于所述实际转动角度和所述转动角速度确定所述滤光片轮当前时刻的预测转动角度;

获取所述角度检测传感器在所述当前时刻检测的测量转动角度;

将所述测量转动角度和所述预测转动角度进行融合得到当前时刻的实际转动角度;

所述将所述测量转动角度和所述预测转动角度进行融合得到当前时刻的实际转动角度包括:基于卡尔曼滤波的数据融合算法将所述测量转动角度和所述预测转动角度进行融合得到当前时刻的实际转动角度;

所述基于卡尔曼滤波的数据融合算法将所述测量转动角度和所述预测转动角度进行融合得到当前时刻的实际转动角度包括:获取所述水下光谱成像系统的前N个时刻的第一均方误差和系统噪声序列方差阵;

基于所述第一均方误差和所述系统噪声序列方差阵确定所述卡尔曼滤波的数据融合算法的滤波增益参数;

所述基于所述第一均方误差和所述系统噪声序列方差阵确定所述卡尔曼滤波的数据融合算法的滤波增益参数包括:基于所述第一均方误差和所述系统噪声序列方差阵确定当前时刻的均方误差;

基于所述当前时刻的均方误差确定所述滤波增益参数;

所述基于所述当前时刻的均方误差确定所述滤波增益参数包括:获取所述水下光谱成像系统的状态观测矩阵、量测噪声方差阵和所述当前时刻的均方误差;

基于所述状态观测矩阵、所述量测噪声方差阵和所述当前时刻的均方误差得到所述滤波增益参数。

2.根据权利要求1所述的水下光谱成像系统的控制方法,其特征在于,所述水下光谱成像系统还包括位置检测传感器、调焦机构和与所述调焦机构连接的第二驱动电机,所述第二驱动电机能够驱动所述调焦机构向不同的方向运动,用于为所述水下光谱成像系统调焦,所述控制方法还包括:在获取到所述位置检测传感器的触发信号时,确认调焦机构处于零位;

在未检测到所述触发信号时,控制所述第二驱动电机向第一方向运动,直至检测到所述触发信号时停止。

3.根据权利要求2所述的水下光谱成像系统的控制方法,其特征在于,所述在获取到所述位置检测传感器的触发信号时,确认调焦机构处于零位之后包括:判断所述第二驱动电机的运动方向;

在所述第二驱动电机的运动方向为第一方向时,计算所述调焦机构的当前位置,并获取所述位置检测传感器的触发信号;

在获取到所述位置检测传感器的触发信号时,确定所述调焦机构到达零位限位位置;

在所述第二驱动电机的运动方向为第二方向时,判断所述第二驱动电机是否达到最大输出行程;

在所述第二驱动电机达到最大输出行程时,确定所述调焦机构到达最大限位位置。

4.一种水下光谱成像系统,其特征在于,包括:调焦系统,用于为所述水下光谱成像系统调焦;

滤光片轮,与调焦机构机械固定连接,用于实现成像光谱波段的切换和选择;

控制器,分别与调焦机构和所述滤光片轮电连接,用于执行权利要求1至3中任一项所述的水下光谱成像系统的控制方法步骤。

5.根据权利要求4所述的水下光谱成像系统,其特征在于,所述调焦系统包括:第二驱动电机,与所述控制器连接,用于为所述水下光谱成像系统提供驱动力;

从动轴,与所述驱动电机固定连接;

调焦机构,与所述从动轴转动连接,且与所述控制器电连接,用于为所述水下光谱成像系统调焦;

位置检测传感器,与所述控制器电连接,用于检测所述调焦机构的位置信息,并将所述位置信息发送至控制器。

6.一种存储介质,其特征在于,所述存储介质中存储有计算机程序,其中,所述计算机程序被设置为运行时执行权利要求1至3中任一项所述的水下光谱成像系统的控制方法步骤。