空间目标三维重构误差分析与相机参数设计方法

针对空间目标三维重构任务中的相机参数设计问题,提出一套由目标重构精度反演观测相机参数及观测方案的方法。通过梳理三维重构误差传播机理,将误差传播归结为相机内参数影响特征点齐次坐标和齐次坐标影响重构精度两个过程,给出了三维重构误差计算方法。基于误差下限分析计算结果,给出了观测距离、拍照间隔与相机姿态指向等任务参数的设计原则,建立了由重构精度反演相机焦距和像素尺寸的方法,形成一套以重构精度为核心指标的观测方案和相机参数设计方法。针对模拟空间目标的仿真试验校验了重构误差估算算法及相机参数和观测方案设计方法的有效性。     

基于对比度和梯度分布的红外弱小目标检测

红外弱小目标检测技术是目标自动检测系统中的核心技术之一。在复杂背景以及强杂波存在的情形下,红外弱小目标检测往往会有高虚警率的问题。对于这一问题,提出了一种基于多尺度局部对比度与局部梯度分布的红外弱小目标检测算法,具有重要意义。相比于以前的算法,该方法利用多尺度局部对比度机制增强红外图像中的疑似红外弱小目标的区域,再利用红外图像的局部梯度分布信息对这些疑似红外弱小目标的区域进行判别,剔除其中的虚警区域,得到有低虚警率红外弱小目标检测结果。实验结果表明:该算法结果可靠,检测准确率高。可见,新算法可以有效地提高在复杂背景以及存在强杂波情形下红外图像中弱小目标的检测准确率。     

分布式MIMO雷达欺骗干扰抑制算法研究

从信号级协同对抗欺骗干扰出发,直接利用各节点雷达回波信号的复包络信息,建立相关检测融合算法实现协同抗干扰。首先展开对分布式MIMO雷达信号相参性的研究,并给出了回波信号间的独立性条件。依据目标空间散射特性的差异,提出了一种信号级协同对抗欺骗式假目标的算法。该算法根据真假目标回波相关性的差异,利用多脉冲回波数据得到相关系数估计值并进行相关性检验,实现对目标的有效鉴别。通过仿真验证了算法的有效性,并对算法性能进行仿真分析。     

面向复杂场景的鲁棒KCF行人跟踪方法

经典核相关滤波(Kernel correlation filter,KCF)目标跟踪算法是判别式跟踪算法中效果最好的一种跟踪算法。但该算法不能很好地适应目标尺度的变化,且在遇到目标短暂消失或被其他物体遮挡等复杂情形时不具备处理目标重显的能力,因此,为使得目标跟踪能够有效地应对遮挡情形,本文从提高特征表达能力、增加尺度匹配策略和抗遮挡3个方面对经典KCF算法进行改进,提出了一种鲁棒的KCF行人跟踪算法。首先对方向梯度直方图(Histogram of oriented gradients,HOG)特征和色调、饱和度、值(Hue-saturation-value,HSV)特征的响应分布进行特征融合。其次,设置动态选择尺度池来改进滤波器的固定尺寸匹配。最后,通过滤波器响应最大值的变化率衡量目标的遮挡情况,并根据上一成功帧的目标信息,通过EdgeBoxes和感知哈希算法找回目标,更新滤波器。本文所提方法在公开视频跟踪数据集Benchmark上进行测试,实验结果表明与其他目标跟踪方法相比,本文算法提高了尺度变化、遮挡等复杂情形下跟踪的鲁棒性,确保了较高的跟踪精度。     

基于靶标图像的高分辨率空间相机微振动测量方法

高分辨率卫星在轨成像过程中,由于微振动影响造成相机内部敏感光学元件之间的相对运动,引起图像质量的退化。为了准确测量微振动对高分辨率卫星成像的影响,本文提出一种基于靶标图像的空间相机微振动测量方法。文章首先对微振动中影响图像质量的不同因素进行了阐述。然后介绍了在图像上直接测量像移的方法,分析了微振动对空间相机成像的影响,得到像移偏差的准确数值,为卫星成像质量的影响分析及最终修正以提升卫星成像质量提供依据。最后,以某空间相机为研究对象,对此相机在整星条件下的微振动试验数据进行了分析,得到微振动在相机焦面产生的像移,研究了微振动对高分辨率卫星成像的影响。研究实例证明了文章提出方法的可行性,研究结果可为改进设计、隔振和抑振提供参考。     

防溅射靶对离子推力器背溅射沉积污染的影响

针对目前对真空舱背溅射沉积污染的计算模型误差较大的问题,对地面实验中离子推力器的背溅射沉积污染效应开展了研究,提出了更精确的计算模型。由于Reynolds的模型对束流密度在轴向上误差较大,采用改进型的离子束流模型对偏离推力器80 cm位置的真空舱背溅射沉积率做了计算,并与实验结果对比校验,结果吻合较好。用校验过的模型对光舱环境和防溅射靶环境的背溅射沉积效应开展研究,研究结果显示:光舱工况的返流沉积率为2.36×10-10 g/(cm2·s),安装防溅射分子屏的工况在推力器上的背溅射沉积率为2.51×10-11 g/(cm2·s),结果表明添加防溅射分子屏后背溅射沉积污染量可以降低近1个量级。      

High precision attitude dynamic tracking control of a moving space target

On-orbit spacecraft face many threats, such as collisions with debris or other spacecraft.Therefore, perception of the surrounding space environment is vitally important for on-orbit spacecraft.Spacecraft require a dynamic attitude tracking ability with high precision for such missions.This paper aims to address the above problem using an improved backstepping controller.The tracking mission is divided into two phases: coarse alignment and fine alignment.In the first phase,a traditional saturation controller is utilized to limit the maximum attitude angular velocity according to the actuator's ability.For the second phase, the proposed backstepping controller with different virtual control inputs is applied to track the moving target.To fulfill the high precision attitude tracking requirements, a hybrid attitude control actuator consisting of a Control Moment Gyro(CMG) and Reaction Wheel(RW) is constructed, which can simultaneously avoid the CMG singularity and RW saturation through the use of an angular momentum optimal management strategy, such as null motion.Finally, five simulation scenarios were carried out to demonstrate the effectiveness of the proposed control strategy and hybrid actuator.     

舰空导弹武器系统协同作战能力试验中协同目标指示模拟

针对舰空导弹武器系统协同作战能力试验中亟需解决的协同目标指示难题,借鉴美海军实际经验,提出了不动用舰艇条件下的协同目标指示模拟总体方案。介绍了协同目标指示模拟采用的测控信息预处理、时空同步和信息融合跟踪方案,重点研究了测控信息实时精度匹配方案,提出了基于误差合成分配技术的卡尔曼滤波实时精度匹配方法,并分析了协同目标信息传输性能需求。运用Simulink仿真技术验证了提出的目标指示模拟方案的有效性。     

某型产品振动试验目标零位调整时间缩短的分析与实现

针对制导舱振动试验过程中遇到的目标零位调整时间过长的问题,对调零过程进行分析,发现目标模拟发射器在每枚产品振动试验时都要进行调整,才能符合产品振动试验的要求.而工作现场目标模拟发射器支架与目标模拟发射器之间不是刚性连接结构,使得整个振动试验因为需要目标调零而变得时间过长.改造升级现有支架和目标模拟发射器之间的连接座成为...     

空间站机械臂位姿测量中合作靶标的快速识别

 空间站机械臂在完成辅助对接或者目标抓捕时,需要实时求取机械臂上的视觉传感器与目标上的合作靶标之间的位置和姿态,而其前提条件是合作靶标的快速识别。本文提出了一种合作靶标的快速识别算法。算法分为3大步骤:首先用Sobel算子和改进的非极大值抑制算法提取靶标图像的单像素边缘;然后将每条边缘分为两段,分别采用最小二乘法进行圆拟合,若两段拟合结果相似则该边缘属于圆形;最后根据圆形的大小在每个圆形周围开出一大一小两个正方形窗口,统计在两窗的补集内距离圆心较近的直线数量,若直线数量满足规定条件则认为是合作靶标。利用手眼相机、六自由度转台和合作靶标对算法进行了验证,实验结果表明该算法能在1.5 m的距离内准确识别合作靶标,且不受光照条件影响。合作靶标的识别算法快速、稳定、抗干扰能力强。