深空探测中光学成像敏感器的研究

摘要

光学自主导航技术使深空探测不依赖于地面的测控,从而得到了广泛的发展和应用,在人类对行星的多次探测任务中都装载了光学成像敏感器,并且对行星探测的光学自主导航可行性进行了验证.本文根据行星探测的任务特点,分析了巡航段光学成像敏感器的设计要求,并提出了一套在深空探测应用中对行星成像及其能量大小的计算方法,为实现基于光学成像敏感器的光学自主导航,本文还针对行星的成像特点提出一种中心定位算法,先采用改进的canny算法和修正的亚像素高斯函数拟合算法提取出行星的边缘,再使用最小二乘法计算出行星的中心,最后设计了对月亮的实拍实验并结合巡航段光学成像敏感器的参数,得到光学导航的平均精度为14角秒,达到了33角秒.