三视场定位定向设备的视场确定

为了提高三视场定位定向设备可靠性,建立三视场系统功能的基本约束条件测试模型,以模型为依据对可见光波段的视场进行优化分析。首先,分析了设备正常完成工作时采用组合星图识别和简单星图识别所需的必要条件,并建立这两种识别方式关于视场大小的概率分布模型。从原理和实验数据两个方面说明了三视场结构识别三角形概率分布不能通过单视场的概率分布简单推导获取的原因。,给出用蒙特卡洛法求取此概率分布和视场最优值的方法。然后,通过仿真分析得出了两种识别方法关于视场大小的概率分布,在分析两种识别方法仿真数据的基础上,取识别概率为1时视场大小为其优化值。实验结果表明:以组合星图识别为工作基础的三视场定位定向设备有更好的可靠性,优化的视场大小为4.2253.168 75。它满足三视场定位定向设备识别条件可靠性要求。     

三视场天文导航视场间星图识别的导航星选取

研究了三视场天文导航视场间导航星的选取方法,以提高其视场间星图识别的效率,减小识别特征数据库规模。根据三视场天文导航星图识别的特点,分析了导航视场间导航星数目对视场间三角形星图识别的影响。考虑视场间三角形星图识别的需求,给出了任意视场至少包含1颗导航星和亮星优先选取的视场间导航星选取准则。然后,遵从上述准则提出了一种基于星等优先的一阶自组织导航星选取算法。利用提出的算法制备了视场间导航星星库,并对该导航星星库的性能进行了仿真分析和外场实验。实验结果表明:使用该算法制备的导航星星库规模较星等阈值过滤方法制备的星库规模降低了53.91%,且库中导航星分布均匀,符合视场间导航星的要求。     

采用区域分割的变尺寸样本块高效图像修复

针对现有的基于样本块的图像修复算法采用全局搜索法确定最佳匹配样本块时效率低,且易出现错误匹配块的问题,分析了影响算法效率和质量的原因,提出了基于区域分割的变尺寸样本块高效图像修复算法。首先,采用双线性收缩方法获得尺寸是待修复图像0.02~0.25倍的收缩图像,并在收缩图像中分割出预选区域作为源区域,使用自适应窗口尺寸调整规则确定修复窗口大小;然后,在预选区域中搜索最佳匹配修复块对图像进行修复。收缩图像修复完毕后,对收缩图像中修复不完全的区域采用分割子图像的方法进行修复;最后,将子图像填回到原始图像的修复区域,循环运行直到修复完毕。实验结果表明,采用本文提出的修复算法,修复效率约为现有算法的5~100倍,且具有较好的修复质量。     

红外K波段白天探测能力分析验证

对空间目标白天探测的关键技术,包括大气透过率分析、天空背景辐射分布、探测能力计算等进行了研究。在此基础上选取K波段光谱在1.23 m口径地基光电望远镜上进行白天观测实验,对关键技术进行验证。实验数据表明,经过优化设计此系统在30俯仰角时白天极限探测10.38等星,较未优化前白天探测能力提高24.9%,为中高轨卫星的全天时观测提供重要依据。     

一种基于相位相关与子图像的偏振图像配准方法

为了解决多目偏振相机在获取图像中需要进行准确配准的问题,本文提出了一种基于子图像的相位相关算法。算法首先对图像进行噪声减弱与细节增强,并进行粗配准。之后在将图像分割为多个子图,对每个对应区域的子图进行配准,并剔除配准误差较大的子图,以减少它们对于最终配准结果的不良影响。最后根据这些子图的配准参数来计算单应性矩阵,完成最终的配准。实验结果表明,对于3种不同场景的图像,相比于传统方法,本文方法的配准结果归一化互信息值均有所提高,至多提高0.067%且图像细节更清晰。与传统算法相比,本文算法对于低清晰度、大噪声的图像具有更好的配准效果。     

应用抛物线运动估计摄像机姿态

根据抛物线运动特有的射影几何性质,提出了一种应用抛物线运动估计摄像机姿态的新方法。首先,计算不同位置自由落体运动轨迹在摄像机图像平面上投影直线的交点,并证明该交点即为地球重力方向的灭点。其次,使用Sampson近似计算抛物线运动轨迹在摄像机平面上的投影二次曲线方程。最后,在摄像机内参数已知的条件下,利用抛物线投影二次曲线中隐含的关于灭点和灭线的射影几何性质,完成摄像机姿态的估计。通过数值模拟和实际实验验证了提出算法的正确性和可行性。结果表明：与传统的棋盘估计方法比较,本文算法估计旋转矢量的轴平均误差为0.017 rad,角平均误差为0.007 rad,平移矢量方向的平均误差为0.071 rad。得到的结果显示该方法可以应用于计算机视觉中摄像机的姿态估计。     

用空间解析几何法进行天文定位定向的误差分析

为了确定三视场定位定向设备各个误差源对定位定向误差的影响,建立了定位定向的误差分析模型。首先,给出了三视场导航设备采用空间解析几何法进行定位定向的原理。其次,指出影响定位定向的各个误差源,归纳分析了误差源的特性、概率分布以及误差源对定位定向信息对的影响。然后,利用定位定向原理建立起定位定向误差分析模型。最后,利用蒙特卡罗法进行误差仿真分析。仿真结果表明系统的定位均值误差为121.0 m;定向均值误差为7.4,并指出定位定向主要的误差源是水平测量误差,其次是垂线偏差数据的误差。野外实验表明,该系统的定位均值误差为182.12 m;定向均值误差为9.3,水平测倾角的误差对定位定向结果的影响最大。     

基于RTSP服务器的望远镜流媒体实时传输系统的设计

本文针对望远镜的观测需求,设计并实现了一种能够用于望远镜实时流媒体数据传输的RTSP服务器系统。系统能够对相机图像进行实时的H.264编码,并且将编码后的数据进行RTSP推送。本文重点介绍了H.264实时编码及RTSP服务器的设计与实现。通过实验验证该系统能够对相机设备进行实时图像数据推送,并能够允许多个用户并发访问推送数据。     

基于最小损失函数的三视场天文定位定向

建立了三视场天文定位定向系统,以实现高精度的天文定位定向。阐述了天文定位定向的概念,介绍了三视场天文定位定向系统的工作原理。提出一种基于最小损失函数的天文定位定向算法,该算方法能够同时解算地理位置和载体的方位角信息。根据三视场系统与传统单视场系统的结构特点,从理论上分析了三视场系统的天文定位定向性能及优势。最后,就载体平台倾角测量误差和星敏感器单星测量误差对定位定向的影响进行了仿真分析并基于原理样机进行了外场实验。实验结果表明:该系统的定位精度为151.624 0m,定向精度为4.630 4″,且定位定向结果稳定。得到的结果基本满足高精度天文定位定向的要求。     

大视场云层分布定位的光电测量系统

为获得空间目标监视设备上空适合观测的天区以提高设备的使用效率和观测效率,设计了实时监视观测站上空云层位置分布的光电测量系统。该系统采用以扁椭球折反射透镜组为核心的大视场光学设计,结合非制冷红外焦平面列阵探测器用于全天时采集天空云层图像;通过装有图像采集卡的计算机对采集的天空背景图像进行伪彩处理、图像修复等操作后,获得无云、薄云、厚云以及它们之间过渡区域可清晰区分的伪彩云层图像,并根据实验标定建立的空间角位置和像素的函数关系,给出云的分布位置信息。实验结果表明,该测量系统可以每5s输出一次高度角在20°以上的彩色云图,并计算出天空中云层的方位分布,定位精度约为1°。此系统可以实现云层分布的大视场定位测量,并提高空间目标监视设备的效率。