[发明专利]航空成像多执行器协同控制的拓扑结构设计方法与装置

说明书

本发明公开了一种航空成像多执行器协同控制的拓扑结构设计方法与装置，通过对航空成像装备内驱动原理、运动尺度不同的多个异构执行器坐标统一并建立系统运动矩阵，根据成像需求建立多个成像约束，求解不同约束下的拓扑结构范围，并可动态调整约束阈值和控制器参数以获得满足所有约束的拓扑结构。

技术领域

本发明属于自动控制领域，特别涉及一种航空成像多执行器协同控制的拓扑结构设计方法与装置。

背景技术

航空成像装备搭载在各类动基座载体上，可以机动灵活地获取直观的图像信息，广泛应用于灾情防救、地理测绘、精准农业等重要的领域。扫描成像系统中，由于存在扫描镜的主动扫描产生像旋、像移等物像运动，必须通过控制成像装备内的各类执行器折转光束提升成像质量。

当成像系统中引入多个执行器时，不仅要考虑他们之间的配合，由于各执行器分布在光路中不同位置且承担不同功能，还要考虑执行器间驱动原理、运动尺度存在的异构性。

现有的研究更多的关注控制器本身的设计，缺乏对表征多执行器间信息交互的拓扑结构的考量。现有的多智能体拓扑优化方法一般是通过设定与收敛速度、控制能量等相关的控制性能指标直接求解拓扑结构的数学表达，一方面没有考虑航空成像装备执行器间驱动原理、运动尺度等复杂异构性，另一方面没有建立成像性能对航空成像装备执行器拓扑结构的约束，无法直接应用在航空成像装备中的拓扑结构设计中。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述现有技术的不足，提供一种航空成像多执行器协同控制的拓扑结构设计方法与装置，针对驱动原理、运动尺度不同的多个异构执行器，可以在多个成像约束下设计出符合成像要求的拓扑结构。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种航空成像多执行器协同控制的拓扑结构设计方法，其特点是包括以下步骤：

S101，将多个异构执行器运动方程统一在一个坐标系上；

S102，描述各执行器间的信息交互并建立多执行器之间的运动矩阵；

S103，建立至少两个航空光电装备成像约束；

S104，在预设的死循环程序内建立航空光电装备的性能指标，针对各单一约束，分别在约束值动态调整范围内选择一个约束阈值，基于该约束阈值计算单一约束下的拓扑结构范围；

S105，在预设的死循环程序内计算各单一约束下的拓扑结构范围的交集Ω_＊；

S106，在Ω_＊中包含可在航空光电装备中实现的拓扑结构时，跳转至S107；

S107，结束死循环，并将S106中获得的可在航空光电装备中实现的拓扑结构作为最终设计的拓扑结构输出。

进一步地，所述步骤S106中还包括：在Ω_＊中不包含可在航空光电装备中实现的拓扑结构时，跳转至S108；

S108，跳转至S104，且跳转后执行的S104中选取的约束阈值被调整。

进一步地，所述步骤S106中，若遍历所有约束阈值的组合后，不存在可在航空光电装备中实现的拓扑结构，则将拓扑结构中的所有参数置零，并通过置位标志位的方式跳出死循环。

进一步地，所述步骤S106中，若遍历所有约束阈值的组合后，不存在可在航空光电装备中实现的拓扑结构，则在预设的执行器控制器参数范围内调整执行器控制器参数，跳转至S102。

基于同一个发明构思，本发明还提供了一种航空成像多执行器协同控制方法，其特点是包括：

根据所述的航空成像多执行器协同控制的拓扑结构设计方法确定航空成像多执行器协同控制的拓扑结构；