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基于最优路径的多视场全天自主星图识别

系统工程与电子技术 2019年第1期41卷 148-153页

作者：姜笛张科 DEBEIR Olivier 西北工业大学航天学院陕西西安710072 法语布鲁塞尔自由大学图像信号处理及声学实验室航天飞行动力学国家级重点实验室陕西西安710072

为提高低成本小视场星敏感器在全天自主星图识别模式下的识别成功率,提出一种基于最优路径特征的多视场星敏感器星图识别方法。通过多视场观测星图的星图间识别,得到融合后的星图,设置随机分布在星图中主星邻域内各星的蚁群,以迭代的方... 详细信息

为提高低成本小视场星敏感器在全天自主星图识别模式下的识别成功率,提出一种基于最优路径特征的多视场星敏感器星图识别方法。通过多视场观测星图的星图间识别,得到融合后的星图,设置随机分布在星图中主星邻域内各星的蚁群,以迭代的方法得到遍历各星的最优路径,以路径的几何特征作为与导航星库进行匹配的依据。与现有方法相比,该方法表现出高识别率以及针对位置和亮度噪声良好的鲁棒性。

关键词：最优路径星图识别多视场全天自主

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多视场红外与可见光图像融合配准技术研究

多视场红外与可见光图像融合配准技术研究

作者：吕勇西安工业大学

学位级别：硕士

光电观测/侦察系统应用图像融合技术,可弥补图像属性单一的缺点,能够极大提高目标的识别效率和观测效率。在图像融合中,图像配准精度对图像融合有至关重要的影响,尤其是多视场红外与可见光系统中图像融合的配准是一个技术难点。本文从... 详细信息

光电观测/侦察系统应用图像融合技术,可弥补图像属性单一的缺点,能够极大提高目标的识别效率和观测效率。在图像融合中,图像配准精度对图像融合有至关重要的影响,尤其是多视场红外与可见光系统中图像融合的配准是一个技术难点。本文从光机配准和电子配准两方面着手研究,针对多视场红外与可见光图像融合系统,提出了提高图像配准精度的方法,最终获得像素级的配准精度。首先,分析光电观测/侦察系统的图像融合技术指标,指出影响光机配准和电子配准的主要因素,根据像素级配准要求设计图像配准的总体方案。其次,分析计算光机配准指标,设计包括STM32、步进电机和驱动器为一体的控制系统,满足系统控制要求;研究步进电机输入频率和输出扭矩的关系,并在此基础上求解绘制相关的速度变化曲线,提高控制精度和控制平稳性;同时根据焦距与透镜移动的关系,拟合光机配准方程,完成光机配准算法设计;搭建实验平台,验证光机配准方法的可靠性。再次,完成电子配准影响因素分析,选择仿射变换作为配准的空间变换模型;采用SURF算法进行特征点检测和提取;针对误匹配对数量较多的问题,采用几何约束法对误匹配对进行剔除,优化了仿射变换模型的参数,完成电子配准。结合DSP平台,验证电子配准方法的可行性与可靠性。最后,利用光电观测/侦察系统搭建实验平台,对影响图像融合效果的几个因素进行测试分析。实验结果表明本文设计的图像配准方法满足光电观测/侦察系统像素级配准的要求,经过配准后的融合图像,其背景信息和目标信息丰富并且目标清晰成像,切换视场后,融合效果依然符合要求,验证了本文的图像配准方法的合理性和正确性。

关键词：多视场图像融合图像配准步进电机

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新型复合多视场光学敏感器及其导航方法

北京航空航天大学学报 2016年第1期42卷 1-7页

作者：江洁郑佳怡凌思睿北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院北京100083 北京航空航天大学精密光机电一体化技术教育部重点实验室北京100083

基于利用四面镜结构实现的复合多视场光学敏感器,给出了一种高精度天文导航方法,即通过四面镜同时观测地球、导航星和折射星,利用卫星、地球、恒星之间的位置关系,实现自主导航。通过研究导航量测信息的获取途径,给出了复合多视场光学... 详细信息

基于利用四面镜结构实现的复合多视场光学敏感器,给出了一种高精度天文导航方法,即通过四面镜同时观测地球、导航星和折射星,利用卫星、地球、恒星之间的位置关系,实现自主导航。通过研究导航量测信息的获取途径,给出了复合多视场光学敏感器的5种实用工作方式。结合卡尔曼滤波算法,建立了自主天文导航的仿真模型,并对5种工作方式进行了仿真与比较。仿真结果表明:双组直接敏感地平与单组间接敏感地平结合的导航方式精度最高,位置精度达到了10 m量级。

关键词：天文导航复合光学敏感器多视场信息融合系统仿真

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多视场星敏感器工作模式设计

北京航空航天大学学报 2010年第10期36卷 1244-1247页

作者：叶生龙魏新国樊巧云张广军北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院北京100191

针对多视场星敏感器的特点设计了两种工作模式:高精度工作模式和高更新率工作模式.中央时序控制器根据指令完成工作模式配置,以相应的时序启动图像采集处理模块.结合工作模式的时序特点,在FPGA(Field Programmable Gate Array)内部设计... 详细信息

针对多视场星敏感器的特点设计了两种工作模式:高精度工作模式和高更新率工作模式.中央时序控制器根据指令完成工作模式配置,以相应的时序启动图像采集处理模块.结合工作模式的时序特点,在FPGA(Field Programmable Gate Array)内部设计了3个星点质心提取模块,与各自对应的图像采集模块同步运行,实现了两种工作模式下多视场星图快速质心提取.采用Cypress公司的IBIS5-A-1300作为图像传感器,基于FPGA设计了实验平台,对工作模式配置及数据更新率进行测试.实验结果表明:工作模式可灵活配置和切换,在高更新率工作模式下,星敏感器的数据更新率为传统单视场情况的3倍.

关键词：星敏感器多视场工作模式现场可编程门阵列

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一种多主星模型的多视场星图识别方法

激光与红外 2021年第7期51卷 962-968页

作者：金杰谢俊峰李响辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院辽宁阜新123000 自然资源部国土卫星遥感应用中心北京100048

甚高精度星敏感器往往需要小视场、大面阵以确保较高的角分辨率,然而视场小容易导致星图识别可靠性降低。针对多视场甚高精度星敏感器,本文提出了一种多主星模型的多视场星图识别方法。该方法首先以某一视场星敏感器为基准,利用星敏感... 详细信息

甚高精度星敏感器往往需要小视场、大面阵以确保较高的角分辨率,然而视场小容易导致星图识别可靠性降低。针对多视场甚高精度星敏感器,本文提出了一种多主星模型的多视场星图识别方法。该方法首先以某一视场星敏感器为基准,利用星敏感器之间的相对安装关系,将其他视场星敏感器探测到的星点转换到基准坐标系下的矢量,然后在每个视场中各自确定一个主星,以主星为基准,利用角距信息,星等信息作为识别标识,构造多个基准三角形模型,利用分段拟合的查找方式,实现多个视场联合星图识别。以高分七号卫星国产双视场星敏为对象,利用下传的原始星图进行试验,结果表明,相对于传统多视场星图识别算法而言,本文所提出的星图识别方法识别率达到99.6%,可靠性更好。

关键词：星图识别多视场安装关系基准三角形分段拟合

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多视场低磁星敏感器及其在磁测卫星中的应用

飞控与探测 2021年第2期4卷 58-65页

作者：许域菲张祎孔祥龙孙朔冬赵强上海卫星工程研究所上海201109 上海航天控制技术研究所上海201109

下一代地磁导航等空间任务对地球磁场测量卫星提出了迫切的需求,高精度地磁场测量卫星需要极高的姿态测量精度和空间剩磁环境,对星敏感器提出了新的要求。针对这一需求,研究了低剩磁高精度星敏感器的改进设计方法。采用三视场分体结构设... 详细信息

下一代地磁导航等空间任务对地球磁场测量卫星提出了迫切的需求,高精度地磁场测量卫星需要极高的姿态测量精度和空间剩磁环境,对星敏感器提出了新的要求。针对这一需求,研究了低剩磁高精度星敏感器的改进设计方法。采用三视场分体结构设计,提高了数据更新率,通过数据融合提高了姿态确定精度,同时对光学头部进行了精细化降剩磁设计。仿真和测试结果表明,改进的星敏感器设计方法能够实现较低的剩磁和较高的定姿精度,满足地磁场测量卫星的应用需求,具有较高的应用价值。

关键词：新型星敏感器地磁场测量卫星低剩磁多视场高精度

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近红外多视场白天测星分析

红外与激光工程 2013年第8期42卷 2202-2208页

作者：韩艳丽王铎张健樊利恒孙腾飞海军航空工程学院控制工程系海军航空工程学院研究生管理大队中国人民解放军92941部队中国人民解放军92819部队

近红外多视场恒星探测系统采用3个探测器同时进行恒星探测,分析了近红外波段白天恒星-背景对比度随探测参数的变化情况,对不同视场对比度进行对比,结果表明:随着探测天顶角的增大,恒星-背景对比度呈线性增大;太阳天顶角大于探测器天顶... 详细信息

近红外多视场恒星探测系统采用3个探测器同时进行恒星探测,分析了近红外波段白天恒星-背景对比度随探测参数的变化情况,对不同视场对比度进行对比,结果表明:随着探测天顶角的增大,恒星-背景对比度呈线性增大;太阳天顶角大于探测器天顶角以后,恒星-背景对比度随太阳天顶角近似于指数增长;一定高度时,对比度随探测器高度的增加近似指数增加;而随着探测方位角的增大,恒星-背景对比度呈高斯分布;三个视场内同一时刻的背景辐射比在主视场0°探测方位角时达到最小,探测到的恒星-背景对比度随主视场探测方位角变化呈对称分布,为星等修正奠定较好的基础。

关键词：近红外多视场白天对比度探测方位角

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双筒多视场太阳光度计研制

仪器仪表学报 2013年第5期34卷 1022-1028页

作者：李建玉李多扬徐青山魏合理邱金桓中科院安徽光机所中国科学院大气成分与光学重点实验室合肥230031 中国科学院研究生院北京100049 中国科学院大气物理研究所北京100029

为了解决传统太阳光度计仅能测量气溶胶的局限性问题,研制了一种新型的可用于探测卷云光学性质的双筒多视场太阳光度计(BMFOVSP)。文中分别介绍了仪器的软硬件、光学平台和光路设计。仪器首次采用CCD图像处理技术跟踪太阳,跟踪精度高于... 详细信息

为了解决传统太阳光度计仅能测量气溶胶的局限性问题,研制了一种新型的可用于探测卷云光学性质的双筒多视场太阳光度计(BMFOVSP)。文中分别介绍了仪器的软硬件、光学平台和光路设计。仪器首次采用CCD图像处理技术跟踪太阳,跟踪精度高于1角分,解决了当有不均匀云时传统太阳光度计利用四象限跟踪太阳会不准的问题。该仪器基于VB平台可实现多波长多视场瞬时太阳辐照度的实时测量与显示;并具有电机运转、太阳图像跟踪、变视场调试等在线检测功能。初步的实验结果表明该设备测量精度高,且不同视场的强度比值可以反映云状况的变化,可在地基测量卷云光学特性参数中得到应用。

关键词：光学仪器双筒太阳光度计多视场卷云遥感

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多视场离轴全反射式光学系统

光学技术 2009年第5期35卷 788-791页

作者：何红星赵劲松潘顺臣昆明物理研究所昆明650223

讨论了以长焦距、宽视场光学系统为应用背景的多视场离轴全反射式光学系统。全反射式光学系统进行离轴使用,可以实现无中心遮拦,能量利用率高。在离轴全反射式光学系统中通过移动或旋转反射镜组可得到多视场离轴全反射式光学系统。分析... 详细信息

讨论了以长焦距、宽视场光学系统为应用背景的多视场离轴全反射式光学系统。全反射式光学系统进行离轴使用,可以实现无中心遮拦,能量利用率高。在离轴全反射式光学系统中通过移动或旋转反射镜组可得到多视场离轴全反射式光学系统。分析了多视场离轴全反射式光学系统的设计基础、设计方法及特点,并给出了双视场离轴全反射式光学系统和三视场离轴全反射式光学系统的设计结果。

关键词：光学系统全反射式光学系统多视场离轴全反射式光学系统