孔思捷:密集恒星背景下暗弱目标提取技术研究论文

孔思捷:密集恒星背景下暗弱目标提取技术研究论文

本文主要研究内容

作者孔思捷(2019)在《密集恒星背景下暗弱目标提取技术研究》一文中研究指出:随着人类对空间的探索和开发,空间成为日益重要的资源。一方面,空间为人类的科学研究、国防建设和信息交流提供了新平台;另一方面,随着人类航天活动的增多,大量空间碎片的存在严重危害了航天器的安全。所以,对空间碎片进行监测,进而掌握空间碎片的轨道和尺寸信息,对保证航天器运行的安全显得尤为重要。空间目标检测是从复杂的星空背景中检测出所需的目标,获取目标的轨道和亮度信息。本文针对空间目标检测技术开展了研究。本文采用地基光电望远镜对空间碎片进行探测,存在着以下问题:一是地基望远镜容易受到天光条件和云层背景的干扰,造成拍摄的图像背景起伏;二是CCD的不均匀会导致图像的不均匀;三是由于大气层的存在,望远镜观测的天体受大气色散影响会产生弥散;四是视场中密集恒星背景的存在,影响目标提取的效率和准确性;五是空间目标信噪比低,容易被噪声淹没。这为空间目标的提取带来了巨大的挑战。因此,如何从复杂的背景图像中快速、准确地提取出暗弱空间目标是本论文工作的重点。本论文从望远镜的工作模式入手,通过对星图中空间目标和恒星的成像特性分析,再结合望远镜参数,完成了空间目标的预处理技术、多目标快速提取技术、极低信噪比目标提取技术和目标质心提取技术的工作,具体如下:1.分析了望远镜在不同的观测模式下,背景恒星和碎片的运动特性和形态特性。总结了空间碎片提取的工作难点。2.分析了图像杂波产生的原因,讨论了传统背景抑制技术的局限,提出了基于局部处理的背景抑制算法。该方法可以有效地去除天光条件、云层背景和CCD响应不同所造成的背景不均匀性,且图像中的暗弱目标和划线目标得以完整保留,并在实验中取得了良好的抑制效果。3.分析了大气色散的成因和影响,讨论了大气色散的校正方法,在此基础上提出了基于图像反卷积的大气色散修正算法,可以消除大气色散的影响,同时降低光学系统的制造难度。4.提出了密集恒星背景下多目标快速检测技术,采用基于恒星配准的多帧掩膜算法滤除恒星背景,结合目标运动特性进行多帧航迹关联快速提取目标,通过仿真和实验验证了算法的有效性。5.提出了基于形态学膨胀的暗弱目标提取算法,该方法可以有效抑制目标帧间晃动,改进目标的检测效果。6.讨论了传统空间目标质心提取算法的适应性和局限性,提出了适用于遮挡目标质心估计的多帧直线拟合法和适用于粘连目标质心提取的轮廓椭圆拟合法,通过实验验证了算法的有效性。

Abstract

sui zhao ren lei dui kong jian de tan suo he kai fa ,kong jian cheng wei ri yi chong yao de zi yuan 。yi fang mian ,kong jian wei ren lei de ke xue yan jiu 、guo fang jian she he xin xi jiao liu di gong le xin ping tai ;ling yi fang mian ,sui zhao ren lei hang tian huo dong de zeng duo ,da liang kong jian sui pian de cun zai yan chong wei hai le hang tian qi de an quan 。suo yi ,dui kong jian sui pian jin hang jian ce ,jin er zhang wo kong jian sui pian de gui dao he che cun xin xi ,dui bao zheng hang tian qi yun hang de an quan xian de you wei chong yao 。kong jian mu biao jian ce shi cong fu za de xing kong bei jing zhong jian ce chu suo xu de mu biao ,huo qu mu biao de gui dao he liang du xin xi 。ben wen zhen dui kong jian mu biao jian ce ji shu kai zhan le yan jiu 。ben wen cai yong de ji guang dian wang yuan jing dui kong jian sui pian jin hang tan ce ,cun zai zhao yi xia wen ti :yi shi de ji wang yuan jing rong yi shou dao tian guang tiao jian he yun ceng bei jing de gan rao ,zao cheng pai she de tu xiang bei jing qi fu ;er shi CCDde bu jun yun hui dao zhi tu xiang de bu jun yun ;san shi you yu da qi ceng de cun zai ,wang yuan jing guan ce de tian ti shou da qi se san ying xiang hui chan sheng mi san ;si shi shi chang zhong mi ji heng xing bei jing de cun zai ,ying xiang mu biao di qu de xiao lv he zhun que xing ;wu shi kong jian mu biao xin zao bi di ,rong yi bei zao sheng yan mei 。zhe wei kong jian mu biao de di qu dai lai le ju da de tiao zhan 。yin ci ,ru he cong fu za de bei jing tu xiang zhong kuai su 、zhun que de di qu chu an ruo kong jian mu biao shi ben lun wen gong zuo de chong dian 。ben lun wen cong wang yuan jing de gong zuo mo shi ru shou ,tong guo dui xing tu zhong kong jian mu biao he heng xing de cheng xiang te xing fen xi ,zai jie ge wang yuan jing can shu ,wan cheng le kong jian mu biao de yu chu li ji shu 、duo mu biao kuai su di qu ji shu 、ji di xin zao bi mu biao di qu ji shu he mu biao zhi xin di qu ji shu de gong zuo ,ju ti ru xia :1.fen xi le wang yuan jing zai bu tong de guan ce mo shi xia ,bei jing heng xing he sui pian de yun dong te xing he xing tai te xing 。zong jie le kong jian sui pian di qu de gong zuo nan dian 。2.fen xi le tu xiang za bo chan sheng de yuan yin ,tao lun le chuan tong bei jing yi zhi ji shu de ju xian ,di chu le ji yu ju bu chu li de bei jing yi zhi suan fa 。gai fang fa ke yi you xiao de qu chu tian guang tiao jian 、yun ceng bei jing he CCDxiang ying bu tong suo zao cheng de bei jing bu jun yun xing ,ju tu xiang zhong de an ruo mu biao he hua xian mu biao de yi wan zheng bao liu ,bing zai shi yan zhong qu de le liang hao de yi zhi xiao guo 。3.fen xi le da qi se san de cheng yin he ying xiang ,tao lun le da qi se san de jiao zheng fang fa ,zai ci ji chu shang di chu le ji yu tu xiang fan juan ji de da qi se san xiu zheng suan fa ,ke yi xiao chu da qi se san de ying xiang ,tong shi jiang di guang xue ji tong de zhi zao nan du 。4.di chu le mi ji heng xing bei jing xia duo mu biao kuai su jian ce ji shu ,cai yong ji yu heng xing pei zhun de duo zhen yan mo suan fa lv chu heng xing bei jing ,jie ge mu biao yun dong te xing jin hang duo zhen hang ji guan lian kuai su di qu mu biao ,tong guo fang zhen he shi yan yan zheng le suan fa de you xiao xing 。5.di chu le ji yu xing tai xue peng zhang de an ruo mu biao di qu suan fa ,gai fang fa ke yi you xiao yi zhi mu biao zhen jian huang dong ,gai jin mu biao de jian ce xiao guo 。6.tao lun le chuan tong kong jian mu biao zhi xin di qu suan fa de kuo ying xing he ju xian xing ,di chu le kuo yong yu zhe dang mu biao zhi xin gu ji de duo zhen zhi xian ni ge fa he kuo yong yu nian lian mu biao zhi xin di qu de lun kuo tuo yuan ni ge fa ,tong guo shi yan yan zheng le suan fa de you xiao xing 。

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所)的孔思捷,发表于刊物中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所)2019-07-22论文,是一篇关于空间目标论文,目标检测论文,背景杂波滤除论文,恒星背景滤除论文,质心提取论文,中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所)2019-07-22论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所)2019-07-22论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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