基于地基光学望远镜的空间目标相对姿态分析方法研究
发布时间：2021-10-04 21:52
随着大口径光学望远镜技术及自适应光学系统的发展,空间目标观测图像分辨率可以达到接近衍射极限,为空间目标探测识别提供有效数据支撑。在高分辨率空间目标图像基础上,利用图像分析技术可以进一步获得目标的尺寸、姿态、形状、轨道参数等重要目标特性。其中,目标姿态分析结果可广泛应用于卫星分类识别、任务状态评估、探测器指向判定和异常行为探测等方面,空间目标姿态分析方法研究是重要研究方向。在综合考虑现有姿态分析方法基础上,结合光学望远镜观测数据特点,从实际工程应用考虑出发,本文提出了三维模型姿态匹配的姿态分析方法。姿态分析方法主要针对已知3D模型和目标轨道根数的观测目标,首先对观测图像进行恢复处理以提高姿态分析准确度,然后对望远镜观测过程进行实时仿真获得观测理想图像,最后通过目标模型姿态搜索策略调整目标模型姿态,使仿真观测图像与实际观测图像匹配至最优。姿态分析过程主要涉及三个关键技术:快速图像恢复技术、空间目标在轨仿真观测技术和三维模型姿态匹配分析技术,本文对此进行了深入研究。（1）快速图像恢复技术在多帧盲解卷积（MFBD）算法基础上,对代价函数了进行并行化改造,提高算法的并行化程度;同时设计了GPU集...
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)吉林省
【文章页数】：110 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
PXS的标识器与敏感器
AVGS特殊合作标志
模拟过程包含：目标 3D 模型的建立、目标位置解算和观测环境模拟等。为与真实观测图像进行快速匹配搜索，模拟程序必须满足实时仿真要求。为此需要在视景仿真技术的基础上，设计实现空间目标在轨仿真观测技术，以触发模式对不同目标姿态进行实时仿真渲染并输出仿真图像。（3）三维模型姿态匹配分析方法三维模型姿态匹配分析方法是通过在轨仿真观测技术实时输出与实际观测环境相一致的仿真观测图像，对仿真观测图像与实际观测图像进行相似度测量，通过自动姿态搜索策略调整目标模型姿态，直至两幅图像相似性最优。相似性测量方法用于评价目标模型姿态调整策略的正确性，是模型姿态匹配分析的重要部分。相似性测量值在真实姿态值上是否为最优值，决定了模型姿态匹配的准确性。需要对不同相似度测量方法进行分析比较，选择合适相似性测量方法。本论文的主要创新点和整体解决思路如图 1.4 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]俄罗斯空间态势感知体系发展综述[J]. 代科学,冯占林,万歆睿. 中国电子科学研究院学报. 2016(03)
[2]美国空间态势感知能力的过去和现状[J]. 陆震. 兵器装备工程学报. 2016(01)
[3]基于GPU的多帧盲解卷积图像复原技术并行化实现[J]. 张镇韬,梁永辉,黄宗福. 应用光学. 2016(01)
[4]美国天基空间态势感知系统发展[J]. 宋博. 国际太空. 2015(12)
[5]空间目标三维姿态估计方法[J]. 魏小峰,耿则勋,娄博,宋向. 武汉大学学报(信息科学版). 2015(01)
[6]基于SDP4模型的导航卫星仰角及方位角预报[J]. 余小游,覃曼丽,吴问其,彭竞,刘文祥. 全球定位系统. 2014(03)
[7]基于弱透视成像模型的目标三维姿态测量[J]. 赵汝进,刘恩海,张文明,赵连军. 光子学报. 2014(05)
[8]航空摄影测量中位置姿态测量系统的现状分析[J]. 兰远鸽,刘毅锟,张宏刚,徐安建. 遥感信息. 2013(06)
[9]卫星在轨运行视景仿真[J]. 牛若曦,杨新. 计算机仿真. 2013(08)
[10]SGP4/SDP4模型应用于水平式光电跟踪设备的卫星轨道预报[J]. 于洋,郭立红,李丹. 仪器仪表学报. 2013(06)
博士论文
[1]基于目标特征的单目视觉位置姿态测量技术研究[D]. 赵连军.中国科学院研究生院（光电技术研究所） 2014
[2]傅里叶望远镜成像关键技术研究[D]. 于树海.中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所) 2014
[3]光电经纬仪虚拟现实仿真平台设计及关键技术研究[D]. 熊帅.中国科学院研究生院（光电技术研究所） 2013
[4]基于盲解卷积的图像盲复原技术研究[D]. 周箩鱼.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2013
[5]基于单目视觉的目标识别与定位研究[D]. 冯春.南京航空航天大学 2013
[6]空间目标的单目视觉位姿测量方法研究[D]. 夏军营.国防科学技术大学 2012
[7]基于单目视觉的三维刚体目标测量技术研究[D]. 冷大炜.清华大学 2011
[8]面向非合作目标的自主空间飞行器图像信息处理关键技术研究[D]. 张永亮.国防科学技术大学 2009
[9]基于直线特征的空间目标三维结构重建和位姿测量方法研究[D]. 傅丹.国防科学技术大学 2008
[10]空中目标姿态测量技术及其仿真实验研究[D]. 李清安.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2006
硕士论文
[1]基于单目视觉的位姿测量关键技术研究[D]. 徐伟高.中国科学院大学(中国科学院西安光学精密机械研究所) 2016
[2]卫星运行可视化仿真平台的设计与实现[D]. 翟小珂.内蒙古大学 2016
[3]基于单目视觉的物体位姿估计方法研究[D]. 刘俊.哈尔滨工业大学 2016
[4]基于透视投影匹配的复杂刚体飞行目标三维姿态测量[D]. 李国荣.哈尔滨工业大学 2015
[5]自适应光学图像盲解卷积复原关键技术研究[D]. 姜南李威.国防科学技术大学 2014
[6]基于轮廓线匹配的目标姿态求解研究与实现[D]. 王阳.西安电子科技大学 2014
[7]基于Creator与Vega的飞行场景建模与视景仿真[D]. 孙绍光.东北大学 2013
[8]空间目标图像盲解卷积技术研究[D]. 许洁平.国防科学技术大学 2012
[9]基于模型匹配的卫星位姿双目视觉测量方法研究[D]. 杨月耀.哈尔滨工业大学 2012
[10]单目位姿测量目标中心定位算法研究[D]. 赵月.哈尔滨工程大学 2011
本文编号：3418398
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)吉林省
【文章页数】：110 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
PXS的标识器与敏感器
AVGS特殊合作标志
模拟过程包含：目标 3D 模型的建立、目标位置解算和观测环境模拟等。为与真实观测图像进行快速匹配搜索，模拟程序必须满足实时仿真要求。为此需要在视景仿真技术的基础上，设计实现空间目标在轨仿真观测技术，以触发模式对不同目标姿态进行实时仿真渲染并输出仿真图像。（3）三维模型姿态匹配分析方法三维模型姿态匹配分析方法是通过在轨仿真观测技术实时输出与实际观测环境相一致的仿真观测图像，对仿真观测图像与实际观测图像进行相似度测量，通过自动姿态搜索策略调整目标模型姿态，直至两幅图像相似性最优。相似性测量方法用于评价目标模型姿态调整策略的正确性，是模型姿态匹配分析的重要部分。相似性测量值在真实姿态值上是否为最优值，决定了模型姿态匹配的准确性。需要对不同相似度测量方法进行分析比较，选择合适相似性测量方法。本论文的主要创新点和整体解决思路如图 1.4 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]俄罗斯空间态势感知体系发展综述[J]. 代科学,冯占林,万歆睿. 中国电子科学研究院学报. 2016(03)
[2]美国空间态势感知能力的过去和现状[J]. 陆震. 兵器装备工程学报. 2016(01)
[3]基于GPU的多帧盲解卷积图像复原技术并行化实现[J]. 张镇韬,梁永辉,黄宗福. 应用光学. 2016(01)
[4]美国天基空间态势感知系统发展[J]. 宋博. 国际太空. 2015(12)
[5]空间目标三维姿态估计方法[J]. 魏小峰,耿则勋,娄博,宋向. 武汉大学学报(信息科学版). 2015(01)
[6]基于SDP4模型的导航卫星仰角及方位角预报[J]. 余小游,覃曼丽,吴问其,彭竞,刘文祥. 全球定位系统. 2014(03)
[7]基于弱透视成像模型的目标三维姿态测量[J]. 赵汝进,刘恩海,张文明,赵连军. 光子学报. 2014(05)
[8]航空摄影测量中位置姿态测量系统的现状分析[J]. 兰远鸽,刘毅锟,张宏刚,徐安建. 遥感信息. 2013(06)
[9]卫星在轨运行视景仿真[J]. 牛若曦,杨新. 计算机仿真. 2013(08)
[10]SGP4/SDP4模型应用于水平式光电跟踪设备的卫星轨道预报[J]. 于洋,郭立红,李丹. 仪器仪表学报. 2013(06)
博士论文
[1]基于目标特征的单目视觉位置姿态测量技术研究[D]. 赵连军.中国科学院研究生院（光电技术研究所） 2014
[2]傅里叶望远镜成像关键技术研究[D]. 于树海.中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所) 2014
[3]光电经纬仪虚拟现实仿真平台设计及关键技术研究[D]. 熊帅.中国科学院研究生院（光电技术研究所） 2013
[4]基于盲解卷积的图像盲复原技术研究[D]. 周箩鱼.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2013
[5]基于单目视觉的目标识别与定位研究[D]. 冯春.南京航空航天大学 2013
[6]空间目标的单目视觉位姿测量方法研究[D]. 夏军营.国防科学技术大学 2012
[7]基于单目视觉的三维刚体目标测量技术研究[D]. 冷大炜.清华大学 2011
[8]面向非合作目标的自主空间飞行器图像信息处理关键技术研究[D]. 张永亮.国防科学技术大学 2009
[9]基于直线特征的空间目标三维结构重建和位姿测量方法研究[D]. 傅丹.国防科学技术大学 2008
[10]空中目标姿态测量技术及其仿真实验研究[D]. 李清安.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2006
硕士论文
[1]基于单目视觉的位姿测量关键技术研究[D]. 徐伟高.中国科学院大学(中国科学院西安光学精密机械研究所) 2016
[2]卫星运行可视化仿真平台的设计与实现[D]. 翟小珂.内蒙古大学 2016
[3]基于单目视觉的物体位姿估计方法研究[D]. 刘俊.哈尔滨工业大学 2016
[4]基于透视投影匹配的复杂刚体飞行目标三维姿态测量[D]. 李国荣.哈尔滨工业大学 2015
[5]自适应光学图像盲解卷积复原关键技术研究[D]. 姜南李威.国防科学技术大学 2014
[6]基于轮廓线匹配的目标姿态求解研究与实现[D]. 王阳.西安电子科技大学 2014
[7]基于Creator与Vega的飞行场景建模与视景仿真[D]. 孙绍光.东北大学 2013
[8]空间目标图像盲解卷积技术研究[D]. 许洁平.国防科学技术大学 2012
[9]基于模型匹配的卫星位姿双目视觉测量方法研究[D]. 杨月耀.哈尔滨工业大学 2012
[10]单目位姿测量目标中心定位算法研究[D]. 赵月.哈尔滨工程大学 2011
本文编号：3418398
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