隨著人類航天活動(dòng)的增加,空間碎片日益增多。在軌航天器與空間碎片發(fā)生碰撞的概率增大,正常運(yùn)行受到了嚴(yán)重威脅。因此,對(duì)空間目標(biāo)的觀測(cè)與定位具有重要的研究?jī)r(jià)值。本文通過(guò)理論推導(dǎo)、算法仿真、硬件驗(yàn)證等手段,針對(duì)基于可見(jiàn)光學(xué)圖像的星空運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)與跟蹤系統(tǒng)進(jìn)行研究,完成了星圖配準(zhǔn)、目標(biāo)探測(cè)與跟蹤等關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié),實(shí)現(xiàn)了星圖中運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的檢測(cè),主要研究?jī)?nèi)容有以下幾點(diǎn):1.提出了基于三角匹配的星圖快速配準(zhǔn)方法:首先對(duì)圖像進(jìn)行背景濾除并提取參考星點(diǎn)信息,然后在參考點(diǎn)間建立配準(zhǔn)三角形,根據(jù)相鄰幀配準(zhǔn)三角形匹配情況確定參考星點(diǎn)對(duì)應(yīng)關(guān)系,最后利用最小二乘法估計(jì)配準(zhǔn)參數(shù)。該方法的配準(zhǔn)位置均方誤差達(dá)到0.19像元,嵌入式平臺(tái)上單幀圖像的配準(zhǔn)耗時(shí)約300ms,較原有方案提高一倍。2.提出了一種基于軌跡相似性分析的目標(biāo)檢測(cè)算法:首先根據(jù)空間碎片目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)特性建立其運(yùn)動(dòng)模型,經(jīng)過(guò)初篩后按照運(yùn)動(dòng)約束條件建立有向圖,同時(shí)求取軌跡參數(shù)。計(jì)算軌跡參數(shù)之間的相似性,根據(jù)相似性矩陣求取軌跡關(guān)聯(lián)矩陣,并根據(jù)關(guān)聯(lián)結(jié)果修剪初篩目標(biāo)構(gòu)成的有向圖,圖中保留的節(jié)點(diǎn)即為目標(biāo)點(diǎn)。大量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該方法能夠有效檢測(cè)星空?qǐng)D像中的運(yùn)動(dòng)目標(biāo),算法的主要... 

【文章頁(yè)數(shù)】：87 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
符號(hào)列表
第1章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 研究對(duì)象
    1.3 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展
    1.4 技術(shù)路線與論文框架
第2章 星圖處理基礎(chǔ)理論
    2.1 天球坐標(biāo)系
        2.1.1 輔助天球
        2.1.2 地心赤道坐標(biāo)系
    2.2 圖像空間坐標(biāo)系
    2.3 坐標(biāo)變換
    2.4 星點(diǎn)灰度特征
    2.5 星圖的噪聲
        2.5.1 散粒噪聲
        2.5.2 暗電流噪聲
        2.5.3 星圖噪聲模型
    2.6 本章小結(jié)
第3章 星空?qǐng)D像預(yù)處理
    3.1 圖像的降噪
    3.2 參考三角形的建立
    3.3 參考三角形的匹配
    3.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
        3.4.1 模擬圖像配準(zhǔn)
        3.4.2 星圖序列配準(zhǔn)
    3.5 本章小結(jié)
第4章 目標(biāo)的探測(cè)與跟蹤
    4.1 評(píng)價(jià)準(zhǔn)則
    4.2 目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)模型
    4.3 目標(biāo)的初步檢測(cè)
        4.3.1 圖像序列的投影與掩膜
        4.3.2 目標(biāo)連接圖的建立
    4.4 目標(biāo)的篩選
        4.4.1 軌跡相似性測(cè)度
        4.4.2 軌跡的關(guān)聯(lián)與目標(biāo)連接圖的修剪
    4.5 實(shí)驗(yàn)與分析
        4.5.1 低信噪比目標(biāo)探測(cè)實(shí)驗(yàn)
        4.5.2 多目標(biāo)探測(cè)實(shí)驗(yàn)
第5章 目標(biāo)檢測(cè)關(guān)鍵技術(shù)的硬件實(shí)現(xiàn)
    5.1 方案選擇
    5.2 總體設(shè)計(jì)
    5.3 最大值索引模塊設(shè)計(jì)
    5.4 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)歷及攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與科研成果



本文編號(hào)：3725012