基于卡尔曼算法的激光告警自适应控制系统

作者：张卓奇; 张瑞; 牛家麒; 薛鹏; 李孟委; 王志斌^*

来源：激光杂志, 2023, 1-6.

• 二维激光告警
• 卡尔曼算法
• FPGA
• 光电探测

针对二维激光告警系统在极端环境下成像质量差的问题，设计了一种基于卡尔曼算法的自适应控制系统。采用两个InGaAs焦平面阵列探测器分别对来袭激光的角度进行精测和粗测，对卡尔曼算法进行推导优化和仿真验证，同时，基于改进后的卡尔曼算法，通过FPGA实现两个探测器的自适应积分控制，达到系统输出自适应控制的目的。结果显示，精测的卡尔曼预测平均误差为0.56%，粗测的卡尔曼预测平均误差为0.78%，在532nm的模拟光源照射下，自适应控制系统在极端光强下减少了欠曝和过曝的干扰，在不同光强下光斑大小稳定在55个像素左右。实验表明，自适应控制系统提高了激光告警系统在不同光强下的成像稳定性，对激光告警系统在恶劣环境下工作具有重要意义。

• 单位
  中北大学