天基复杂场景下目标提取与跟踪算法研究

发布时间：2020-12-11 06:08

　　天基复合轴目标跟踪系统是目前实现高精度目标跟踪的重要手段。使用复合轴跟踪系统搭配合适的目标跟踪算法可以在空间碎片清除等领域有良好应用。目前现有算法多基于视频流目标跟踪,不能较好地适应于天基系统运算环境和需求。本文以空间目标复合轴跟踪系统中的目标跟踪算法为研究对象,研究在不同工作环境和目标要求下的跟踪算法。论文主要内容包括,分析天基复合轴跟踪系统对跟踪算法的需求以及相关算法设计。通过对复合轴跟踪系统误差机理和天基成像系统对目标和噪声成像分析提出天基复合轴目标跟踪系统的普遍算法需求。根据算法需求以及实际情况分别研究了深空背景面源目标、地球背景点源目标以及地球背景面源目标三种情况下的跟踪算法,并对算法进行了相关验证。论文的主要创新点有:1)研究了天基系统对深空背景目标跟踪算法,提出了基于Kalman滤波、SURF算法以及互相关算法相结合的方法,可解决目标平面内旋转、目标模糊以及随距离图像缩放等问题。算法使用Kalman滤波作为预测环节,SURF算法作为矫正环节,互相关算法作为跟踪环节,实现亚像素精度、高速度的跟踪,通过使用SURF算法特征点的主方向以及特征层数矫正模板配合Kalman滤波提升... 

【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所)上海市

【文章页数】：141 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

地球环绕物体示意图

第 1 章 绪论1.2 复合轴跟踪系统研究现状复合轴跟踪系统是目前实现高精度、高带宽目标跟踪的主要实现方式，对于天基复合轴跟踪系统的研究目前多基于光通信为基础。1.2.1 信标光跟踪复合轴系统信标光跟踪复合轴系统使用信标光作为跟踪依据，确定两个终端批次的位置实现高精度指向，属于将复合轴跟踪系统用于主动式的合作目标的跟踪。其跟踪目标为点目标。1.2.1.1 SILEX 计划

图 1.3 OICETS 实验示意图Figure 1.3 In-orbit experiment and operation system.如图 1.4 所示为 LUCE 的示意图。LUCE 使用 847nm 波长通信光，主径为 260mm。与 ARTEMIS 的跟踪实验实现 3σ 误差为 300μrad。(a) (b)

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
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硕士论文
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本文编号：2910030