空间失稳目标线阵成像畸变分析与三维重建

发布时间：2021-05-12 00:07

　　针对线阵扫描型激光雷达在非合作失稳航天器三维模型重建过程中,存在运动目标线扫数据畸变且目标因失稳导致运动特性难以准确估计问题,提出一种带畸变自修正式三维重建方法,并进行畸变容忍度临界值分析。该方法基于测量系统的角精度与测距精度设计畸变容忍度临界值判定条件,首先根据实际工况与判定条件进行比对,判定是否对线扫数据进行初始畸变恢复;其次,对相邻扫描带畸变点云依次进行配准获取目标运动增量、解算目标瞬时运动参数;然后对目标运动参数进行自修正式处理,去除特征突变点干扰;同时依次恢复点云到初始几何位置,完成初始目标三维重建;最后,通过系统进一步迭代,位姿增量自收敛直至最终满足重建精度要求。仿真结果表明,该方法在缺失非合作目标先验信息的情况下,能够有效避免因线扫描导致的畸变问题,并较为快速地实现满足精度要求的目标三维重建,有较强的鲁棒性。 

【文章来源】：宇航学报. 2020,41(02)北大核心EICSCD

【文章页数】：10 页

【文章目录】：
0 引 言
1 线阵激光雷达畸变分析
    1.1 畸变产生原因
    1.2 畸变容忍度临界值
        1.2.1 角精度判定条件
        1.2.2 测距精度判定条件
            1)目标运动方向与扫描方向平行时
            2)当目标运动方向与扫描方向垂直时
            3)根据测距精度计算最大运动速度容忍度ωr
    1.3 临界值判定
2 带畸变点云配准
    2.1 坐标系建立
    2.2 点云配准实质
    2.3 运动特性初值
        1)统计配准参数与对应时间数组
        2)计算第i次旋转平移运动增量
    2.4 迭代配准
        1)点云粗配准
        2)点云精配准
3 三维重建
    3.1 重建视场站位分布
    3.2 畸变恢复
    3.3 自修正式重建
4 仿真校验
    4.1 获取目标卫星三维点云模型
    4.2 配准
    4.3 配准结果分析
    4.4 迭代结束
5 结 论


【参考文献】：
期刊论文
[1]一种直接应用灰度叠加提高面阵激光雷达测距精度的方法[J]. 方毅,张秀达,胡剑,王鹏鹏,严惠民.  中国激光. 2013(01)
[2]利用线阵像机实现弹丸运动参数测量[J]. 赵竹新,回丙伟,张星,文贡坚.  测绘科学. 2012(03)
[3]利用线阵像机估计目标运动参数[J]. 赵竹新,文贡坚,回丙伟,李德仁.  光电工程. 2012(01)
[4]非合作航天器的相对位姿测量[J]. 徐文福,刘宇,梁斌,李成,强文义.  光学精密工程. 2009(07)
[5]空间在轨服务技术发展综述[J]. 崔乃刚,王平,郭继峰,程兴.  宇航学报. 2007(04)



本文编号：3182354