合作目标

摘要： 针对基于视觉传感器的微小卫星大视距交会对接中,合作目标难以被相机清晰识别的问题,本文设计了一种一体化新型合作靶标,在100 m~100 mm测量范围内,实现由远及近高精度双星相对位姿解算。首先,建立合作目标模型,确定合作目标类型;其次,采用PnP(Perspective-n-Point)算法设计合作目标特征点的个数与尺寸;然后,根据相机视场、焦距与合作靶标的约束关系,确定合作目标模型尺寸;最后,通过理论与实验相结合的手段进行验证。仿真实验结果表明,在双星相对距离为100 m时,姿态误差小于4.01°,位置误差小于7.57 mm。在相对距离为100 mm时,姿态误差小于0.06°,位置误差小于0.02 mm。

摘要： 为测量天线副面并联调整机构的相对位姿,研究了一种基于单目视觉的位姿测量系统.采用光源照射固定于动平台上的合作目标,结合滤光片等控制手段,利用单目相机采集非共面特征点的图像,获得高对比度的准理想图像.经过图像处理和平方加权质心法,提取出特征点的图像坐标,使用EPnP(Efficient Perspective-n-Point)算法进行位姿解算,最终可以得到并联调整机构的相对位姿测量方法.最后通过实验进行了精度验证,结果表明平移精度为0.1 mm,旋转精度为0.05◦,满足了实验要求,为并联机构的位姿检测提供了可行性思路.

摘要： 为准确快速从全局图像中提取合作目标图像,提出了将图像区域分割筛选后对各个区域进行模板匹配的方法。针对传统Canny边缘检测算法边缘连续性差的问题,引入形态学知识使边缘曲线更平滑。针对全局图像中存在干扰轮廓边缘而影响处理速度的问题,通过设置一系列的轮廓约束条件,筛选轮廓特征。基于模板匹配法设计目标识别提取方式,并针对模板匹配法是进行全局图像处理而影响检测速度的问题,提出了一种模板匹配法与目标位置信息预测相结合的检测方式。实验结果对比表明,所设计的边缘检测方法在连续性上更平滑,所提出的轮廓筛选方式具有明显剔除噪声轮廓的效果,设计的模板匹配法能够高效提取合作目标图像,正确率高达99%,识别时间为0.048 s,引入目标跟踪预测后的目标检测时间为0.03 s,进一步提高了合作目标的提取效率。

摘要： 空间目标的相对位置与姿态探测是航天器对接领域的研究重点,探测方法主要分为遥测法和光学测量法两大类.其中,后者依靠其速度快、稳定性高、信息量大等优势,成为了近距离位姿探测的主要方法.我们通过双目视觉模型可计算出空间合作目标上特征光点深度信息,再根据特征光点间已知的结构、尺寸等约束信息,实现对目标姿态的解算.本文依据PSD相较于CCD和CMOS传感器,有无需图像特征提取过程、响应速度快、位置分辨率高等优势,且双目立体视觉系统的仿生学结构可直接获取到探测目标的深度信息,提出了采用双PSD视觉模型,并配合特征光点的亮度与顺序联合调制实现对空间合作目标的位姿探测方法.实验结果表明,当光标靶姿态调整±30°时,系统的平均测量误差为2.541°,当姿态角小于15°时,俯仰角和偏航角的平均偏差分别为0.923°和0.563°;大于15°时,受限于光源发散角度的影响,俯仰角和偏航角平均偏差分别增加至4.566°和4.106°,系统能够快速、稳定解算光标靶的空间位姿.

摘要： 为提高在三维测量应用中的合作目标位姿估计精度,提出了一种基于直线特征的合作目标加权位姿估计方法。首先,提取图像中的被测合作目标关键几何特征,通过几何约束关系获取各条直线端点;然后,计算其与直接提取的对应直线端点的距离,将距离的倒数归一化作为权值;最后,将所得权值引入基于鲁棒n线透视(Robust Perspective-n-Line,RPnL)的位姿估计方法的迭代优化过程中,构建新的误差函数,以最小化直线重投影误差为目标对其进行迭代优化,得到合作目标位姿参数的最优解。实验结果表明,所提方法能够高精度对合作目标进行位姿估计,并保持较快速度。

摘要： 在模拟器虚实融合实验中,虚拟坐标与真实坐标配准是一项非常重要的工作。特别在飞行模拟器仪表按钮较为繁杂的情况下,精准识别仪表盘比较耗时,难以满足摄像头环境下仪表盘实时定位的要求。在视频透视头盔已实现鱼眼图像矫正和获得深度图像的基础上,提出了一种基于合作目标的仪表盘自适应虚实配准方法。通过手工标定帧数据中的合作目标中心坐标数据,计算出6种传统模板匹配算法的识别误差及算法处理时间,选出了误差最小的算法。进一步通过增加自适应匹配功能改进了识别算法,大大提高了视频流识别的准确率。通过坐标变换得到了仪表盘真实空间坐标,为UE4场景中的虚拟仪表盘进行三维坐标校准做铺垫,实现了更好的虚实配准效果。

摘要： 中俄战略伙伴关系在国际社会秩序中占有十分重要的地位,是维护世界和平与稳定的重要力量.与俄罗斯建设全面战略协作伙伴关系是中国目前最重要的国际战略之一.随着两国关系不断加强与持续发展,急需双方媒介对建设进程进行全面及时的报道与宣传.中俄媒介机构将成为两国全面战略协作伙伴关系建设的参与者、见证者.从中俄媒介合作动因入手,探讨两国媒介合作基础,展望双方互惠共赢的发展前景.

摘要： 小型无人机系统一般有气压计、陀螺仪、加速度计、光流计和GPS等机载传感器,由于飞行过程中机体结构产生的振动、建筑物遮挡和电磁干扰等因素,无人机的姿态和位置信息测量包含严重的测量噪声,无法满足精确降落要求,为保证无人机自主降落精度、实时性和安全性,利用计算机视觉技术和深度学习框架设计多尺度目标视觉智能辅助降落系统,针对GPS定位系统受到严重干扰情况,通过多尺度合作目标和PNP算法进行精确姿态和位置解算,从而向无人机系统提供精确的降落导航信息,在50Hz仿真条件下,视觉智能辅助降落系统在距目标20cm处能提供0.7cm/1.2°的定位精度,距目标15m处能够提供12cm/3°的定位精度,平均精度约为3cm/2°,能够满足无人机自主降落要求.

摘要： 本文提出一种无人机充电平台的精准降落视觉定位方案.采用二级合作目标和两步特征分割法,通过计算连通域的周长和面积,进行初步快速粗分割,再依据连通域轮廓的几何特征进行精分割,达到了快速过滤大量连通域的目的.测试表明,本视觉降落定位方案有效可行,通过机载640*480像素相机实时测试,平均处理速度达到35.3 ms/帧,解决了无人机自动降落过程中高精度定位和实时性问题,提高了无人机自动降落效率,对全自动无人机巡检的应用推广有较好的实用价值.

摘要： 针对移动平台雷达同时探测到合作目标与非合作目标怎样进行空间配准的问题,提出一种一体化的空间配准算法,将基于合作目标的雷达系统偏差估计结果作为附加条件输入到基于非合作目标建立的线性方程组中,一起采用递推最小二乘法重新估计两平台的系统偏差大小.仿真结果表明提出的新方法切实可行,合理地利用了合作目标信息与共同量测的非合作目标信息,提高了雷达量测系统偏差估计的准确性和最终目标航迹的配准精度.

摘要： 应用波的干涉原理和空间电磁场传播特性建立了计算多天线合作目标干涉信号数学模型,并使用该模型计算了酒泉卫星发射中心USB设备执行XX任务合作目标上下行干涉信号的电平和相位,分析了上下行干涉信号对设备跟踪测量的影响,提出了对该设备参数进行优化设置的解决办法,圆满完成了XX上升段任务.

摘要： 在近距(150m～1.5m)空间交会对接中，CCD光学成像敏感器承担测量任务，CCD像机在观测视场角内如何捕捉到目标是首要问题。本文研究了自聚焦透镜阵列作为合作目标匀化器的应用。简述了自聚焦透镜的成像基本原理。自聚焦透镜，作为合作目标的出光端，由于其成像的特殊性，我们研制出了自聚焦透镜阵列匀化器，解决了在0°-±30°的发散均匀性。在观测视场角内，各角度辐亮度与中心辐量度之比在10﹪左右，预期做到6﹪。目标光源辐亮度分布在0°-±30°范围内接近朗伯体。并给出了验证试验。

摘要： 为了实现固定翼飞机的基于视觉的自主着陆,设计了一种降落阶段基于单目视觉的无人固定翼飞机的位置估计方法. 设计了一种导引标志物的图案及其实时性强、鲁棒性好的识别算法.对位置估计方法进行了数字仿真和实物实验验证.

摘要： 为了实现固定翼飞机的基于视觉的自主着陆,设计了一种降落阶段基于单目视觉的无人固定翼飞机的位置估计方法. 设计了一种导引标志物的图案及其实时性强、鲁棒性好的识别算法.对位置估计方法进行了数字仿真和实物实验验证.

摘要： 为了实现固定翼飞机的基于视觉的自主着陆,设计了一种降落阶段基于单目视觉的无人固定翼飞机的位置估计方法. 设计了一种导引标志物的图案及其实时性强、鲁棒性好的识别算法.对位置估计方法进行了数字仿真和实物实验验证.

摘要： 为了实现固定翼飞机的基于视觉的自主着陆,设计了一种降落阶段基于单目视觉的无人固定翼飞机的位置估计方法. 设计了一种导引标志物的图案及其实时性强、鲁棒性好的识别算法.对位置估计方法进行了数字仿真和实物实验验证.

摘要： 为了实现固定翼飞机的基于视觉的自主着陆,设计了一种降落阶段基于单目视觉的无人固定翼飞机的位置估计方法. 设计了一种导引标志物的图案及其实时性强、鲁棒性好的识别算法.对位置估计方法进行了数字仿真和实物实验验证.

摘要： 为了实现固定翼飞机的基于视觉的自主着陆,设计了一种降落阶段基于单目视觉的无人固定翼飞机的位置估计方法. 设计了一种导引标志物的图案及其实时性强、鲁棒性好的识别算法.对位置估计方法进行了数字仿真和实物实验验证.

摘要： 本发明公开了一种基于合作信标的水下目标全自动识别与跟踪系统和方法，核心是基于目标搭载的声光合作信标，以水下图像目标识别和声导引技术的配合使用实现水下目标识别与全自动跟踪，可以应用于水中兵器试验领域及其他水下目标的探测、观察和跟踪领域。本发明专利公开的技术特征在于：提出了一种基于声光合作信标的水下目标示位方法，通过声信标和光信标提高了水下目标的可跟踪性和可见性；基于声光合作信标，设计了声导引控制云台相机和图像识别控制云台相机的方法；提出了声导引控制云台相机和图像识别控制云台相机技术的无缝衔接与配合使用策略，设计并实现了一种基于合作信标的水下目标识别与全自动跟踪技术，对水下目标的识别与光学跟踪技术有创新性突破。

摘要： 本发明公开的一种合作目标与非合作目标共存的交替卡尔曼空间配准方法，旨在提供一种不受地球曲率影响，传感器系统偏差估计精度高的交替卡尔曼空间配准方法。本发明通过下述技术方案予以实现：在地心地固坐标系下，对分置在两移动平台上的两传感器的量测系统偏差向量和滤波估计协方差赋滤波初值；建立空间配准量测模型，具体包括构建合作目标只被一个传感器观测到和同时被两传感器观测到的量测方程，以及非合作目标同时被两传感器观测到的量测方程；根据量测方程，不断地对上述基于合作目标信息与基于非合作目标信息进行交替卡尔曼滤波，直到得出传感器量测系统偏差估计值，并利用它们对传感器量测数据进行补偿，完成整个空间配准过程。

摘要： 本发明请求保护一种基于合作目标信息的扩展目标跟踪方法。该方法中合作目标周期性地检测自身位置与姿态，并通过通信网络发布自身身份、位置与姿态信息；观测站接收合作目标发送的信息，与观测站传感器检测的目标信息融合进行多个扩展目标的跟踪。首先用一组运动模型描述目标的运动；再针对每个运动模型分别构造滤波器，根据扩展目标的位置与姿态信息，通过一个二重跟踪门对传感器的量测值进行筛选，对筛选后的量测值利用合作目标的身份信息和姿态特征重构一步预测值进行数据关联与滤波；最后根据目标处于不同模型的概率进行融合，以所有滤波器的滤波估计值的概率加权和作为目标状态估计。本发明能有效提高合作目标存在时扩展目标的跟踪精度。

摘要： 本发明涉及图像处理领域，一种基于空间目标图像数据库的非合作目标图像盲复原方法，利用已有的空间目标高分辨率图像建立数据库，以数据库内目标图像结构特点构建海量的无监督匹配模板，借助神经网络通过无监督学习对退化的非合作目标图像进行复原。本发明可广泛应用于卫星、火箭、空间碎片等空间目标的图像复原。

摘要： 一种可自动弹开的附着机构壳体及非合作目标合作化方法，附着机构壳体包括座体、筒体、电路板支撑架、自动弹开机构、罩盖、盖扣、内部推进机构及标志器机械接口，整个壳体与空间附着机构配合，实现对附着机构的封装；当附着机构开始在轨附着任务时，自动弹开机构将罩盖自动弹开，在推进机构作用下将附着机构推出筒体一定距离，对非合作目标实施附着，设置于座体底部的机械接口通过搭载特征标志器或对接口，将非合作目标变成合作目标，从而实现非合作目标的合作化。

摘要： 本发明公开的一种合作目标与非合作目标共存的交替卡尔曼空间配准方法，旨在提供一种不受地球曲率影响，传感器系统偏差估计精度高的交替卡尔曼空间配准方法。本发明通过下述技术方案予以实现：在地心地固坐标系下，对分置在两移动平台上的两传感器的量测系统偏差向量和滤波估计协方差赋滤波初值；建立空间配准量测模型，具体包括构建合作目标只被一个传感器观测到和同时被两传感器观测到的量测方程，以及非合作目标同时被两传感器观测到的量测方程；根据量测方程，不断地对上述基于合作目标信息与基于非合作目标信息进行交替卡尔曼滤波，直到得出传感器量测系统偏差估计值，并利用它们对传感器量测数据进行补偿，完成整个空间配准过程。

摘要： 本发明请求保护一种基于合作目标信息的扩展目标跟踪方法。该方法中合作目标周期性地检测自身位置与姿态，并通过通信网络发布自身身份、位置与姿态信息；观测站接收合作目标发送的信息，与观测站传感器检测的目标信息融合进行多个扩展目标的跟踪。首先用一组运动模型描述目标的运动；再针对每个运动模型分别构造滤波器，根据扩展目标的位置与姿态信息，通过一个二重跟踪门对传感器的量测值进行筛选，对筛选后的量测值利用合作目标的身份信息和姿态特征重构一步预测值进行数据关联与滤波；最后根据目标处于不同模型的概率进行融合，以所有滤波器的滤波估计值的概率加权和作为目标状态估计。本发明能有效提高合作目标存在时扩展目标的跟踪精度。

摘要： 本发明涉及图像处理领域，一种基于空间目标图像数据库的非合作目标图像盲复原方法，利用已有的空间目标高分辨率图像建立数据库，以数据库内目标图像结构特点构建海量的无监督匹配模板，借助神经网络通过无监督学习对退化的非合作目标图像进行复原。本发明可广泛应用于卫星、火箭、空间碎片等空间目标的图像复原。

摘要： 本发明公开了一种基于固定目标与非合作目标的雷达系统偏差估计方法，包括以下步骤：1.建立单雷达基于固定目标的量测方程，通过选择不同采样间隔，来估计单雷达的系统偏差。2.建立双雷达基于非合作目标的量测方程，通过两雷达在同一时刻对目标量测相等的思路建立方程可估计出两雷达的系统偏差。3.当固定目标和非合作目标同时存在时，将基于固定目标估计出的单雷达结果作为初值放入到非合作估计中，实现固定目标和非合作目标的联合配准。4.理论分析这种联和融合后的算法性能优于单独使用固定目标和单独使用非合作目标得到的结果。本发明与现有的雷达系统偏差估计技术相比，在融合后系统偏差估计精度优于任意单个信息源的估计精度。

摘要： 一种可自动弹开的附着机构壳体及非合作目标合作化方法，附着机构壳体包括座体、筒体、电路板支撑架、自动弹开机构、罩盖、盖扣、内部推进机构及标志器机械接口，整个壳体与空间附着机构配合，实现对附着机构的封装；当附着机构开始在轨附着任务时，自动弹开机构将罩盖自动弹开，在推进机构作用下将附着机构推出筒体一定距离，对非合作目标实施附着，设置于座体底部的机械接口通过搭载特征标志器或对接口，将非合作目标变成合作目标，从而实现非合作目标的合作化。