激光散射背景下的目标识别方法研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 赵雪
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| 答辩日期 | 2018-07-01 |
| 文献子类 | 硕士 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 李祝莲 |
| 关键词 | 激光测距 图像分割 边缘检测 直线拟合 激光光尖识别 |
| 学位专业 | 天体测量与天体力学 |
| 其他题名 | Research on target recognition method in laser scattering background |
| 英文摘要 | 卫星激光测距技术是涵盖了很多学科领域（如天体测量、激光、微光探测、卫星轨道）的空间精密测量技术，从提出到现在经过了一系列的发展，在空间大地测量领域发挥着越来越重要的作用。激光测距观测站需对其测距系统进行进不断地完善来提高观测效率。 因在激光测距系统中有强激光后向散射，影响对目标的观测，故研究在此情况下对目标的脱靶量提取等，对实现空间碎片测距和提高观测效率有重要意义。论文结合云南天文台53cm 双筒望远镜现有的激光测距系统，对CMOS 相机记录目标图像信息，研究在强激光后向散射下的目标识别和提取算法，用于空间碎片激光测距时的目标电视跟踪闭环，充分发挥CMOS 相机在53cm 双筒望远镜激光测距系统中的应用。具体如下： 第一，在分析CMOS 相机采集的数字图像信息的基础上，提出了优化的图像处理和激光光尖提取算法，有效地实现了激光光尖的识别和目标质心坐标的提取。在图像处理过程中，采用中值滤波和均值滤波进行曲噪声处理；使用最大类间方差法（Otsu）计算阈值对图像进行二值化；用传统的矩法获取目标质心的坐标；Roberts 算子对激光光束进行边缘检测，又因其存在双光束和接收副镜遮挡问题对图像的影响，采用形态学开闭运算对图像进行去除边刺和空洞的填充；再应用最小二乘法对提取的边缘数据进行直线拟合获取激光光尖坐标；最后对采集的大量图像进行处理，对图像处理算法进行验证，得出较好的结果。 第二，提取目标脱靶量信息，实现了基于CMOS 相机的目标跟踪闭环。根据第一步获得目标质心坐标的方法，从依巴谷星表中选择一些分布均匀的恒星进行观测得到目标质心坐标以及对应的脱靶量数据，对其进行拟合得到从质心坐标到望远镜方位及高度方向的脱靶量的转换关系。从而可以实时进行位置修正，实现目标的平稳跟踪。根据光尖坐标和视场中心的偏差，发送到光路偏差修正系统进行光路调整。 根据长期的观测结果，将CMOS 相机应用于云南天文台53cm 双筒望远镜激光测距系统，既提高了系统导航和地球同步卫星的探测能力，又使得卫星测距回波率以及测距成功率得到大幅提升。将论文研究结果应用于系统后，进一步增强了系统对空间碎片的探测成功概率。由此可见，目前对于激光测距系统，无论目标是卫星、空间碎片还是月球，CMOS 相机均能发挥很好的作用。 |
| 学科主题 | 天文学 ; 天体测量学 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 63 |
| 源URL | [http://ir.ynao.ac.cn/handle/114a53/25405]  |
| 专题 | 云南天文台_应用天文研究组 |
| 作者单位 | 中国科学院云南天文台 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 赵雪. 激光散射背景下的目标识别方法研究[D]. 北京. 中国科学院大学. 2018. |
入库方式： OAI收割
来源：云南天文台
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