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空间失稳目标线阵成像畸变校正方法

孙日明 李江道 林婷婷 李荣华 季霖

孙日明, 李江道, 林婷婷, 李荣华, 季霖. 空间失稳目标线阵成像畸变校正方法[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(9): 926003-0926003(10). doi: 10.3788/IRLA201948.0926003
引用本文: 孙日明, 李江道, 林婷婷, 李荣华, 季霖. 空间失稳目标线阵成像畸变校正方法[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(9): 926003-0926003(10). doi: 10.3788/IRLA201948.0926003
Sun Riming, Li Jiangdao, Lin Tingting, Li Ronghua, Ji Lin. Distortion rectification of linear imaging for space unstability targets[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(9): 926003-0926003(10). doi: 10.3788/IRLA201948.0926003
Citation: Sun Riming, Li Jiangdao, Lin Tingting, Li Ronghua, Ji Lin. Distortion rectification of linear imaging for space unstability targets[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(9): 926003-0926003(10). doi: 10.3788/IRLA201948.0926003

空间失稳目标线阵成像畸变校正方法

doi: 10.3788/IRLA201948.0926003
基金项目: 

辽宁省教育厅科学技术研究项目(JDL2017014);辽宁省博士科研启动基金指导计划(201601254);国家自然科学基金(61573247,11801056);上海航天科技创新基金(SAST2016016)

详细信息
    作者简介:

    孙日明(1978-),女,讲师,博士,主要从事图像的畸变校正、线阵图像的运动估计等方面的研究。Email:sunriming@djtu.edu.cn

  • 中图分类号: TN249

Distortion rectification of linear imaging for space unstability targets

  • 摘要: 空间失稳目标的非合作性和运动状态不确定性使得线阵式测量无法直接获取其真实三维形貌。通过连续多帧线阵图像同一角点的时空位置关系,提出了一种特征驱动的空间失稳目标线阵成像畸变矫正方法。该方法根据线阵激光雷达的成像机理及空间失稳目标的运动规律建立了基于运动参数的线阵成像畸变数学模型,然后依据运动具有局部一致性和全局连续性分层次对空间失稳目标的局部自旋和全局章动进行运动估计,最后利用估算出的运动参数对采集的线阵图像逐列进行畸变矫正,从而获得了测量目标的真实三维形貌。实验结果展示了该方法在非合作单载荷下对不同运动状态空间目标线阵成像畸变矫正的有效性,并数值论证了帧数选取以自旋轴绕章动轴旋转一周为宜的条件稳定性,为该方法在其他运动目标线阵式测量的应用提供指导和参考。
  • [1] Zhang Xiaoxiang, Zhao Jinyu, Jia Jianlu, et al. Study on the effect of rolling shutter sCMOS camera on space debris observation[J]. Optics and Precision Engineering, 2018, 26(6):1441-1449. (in Chinese)张晓祥, 赵金宇, 贾建禄, 等. 卷帘快门sCMOS相机对空间碎片观测的影响研究[J]. 光学精密工程, 2018, 26(6):1441-1449. (in Chinese)
    [2] Liu Ming, Deng Jun, Feng Xianfei, et al. Design of highly sensitive space point target detection system[J]. Chinese Optics, 2018, 11(1):115-122. (in Chinese)刘明, 邓军, 冯献飞, 等.高灵敏度空间点目标探测系统设计[J]. 中国光学, 2018, 11(1):115-122.
    [3] Liu Yu, Chen Feng, Wang Ying, et al. Measurement of relative position and pose between two spacecrafts based on laser lidar[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(8):0817003. (in Chinese)刘玉, 陈凤, 王盈, 等. 基于激光雷达的航天器相对位姿测量技术[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(8):0817003.
    [4] Hong Ziming, Ai Qingsong, Chen Kun. High precise 3D visual measurement based on fiber laser[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(8):0803011. (in Chinese)洪梓铭, 艾青松, 陈昆. 基于光纤激光的高精度三维视觉测量技术[J]. 红外与激光工程, 2018, 47(8):0803011.
    [5] An Haixia, Deng Kun, Bi Zhiyue. Miniaturization and lightweight technology of high-power laser equipment,[J]. Chinese Optics, 2017, 10(3):321-330. (in Chinese)安海霞, 邓坤, 闭治跃. 高功率激光装备小型化轻量化技术[J]. 中国光学, 2017, 10(3):321-330.
    [6] Zhao Zhuxin, Wen Gongjian, Hui Bingwei, et al. Estimation of target's motion parameters using line-scan camera[J]. Opto-Electronic Engineering, 2012, 39(1):24-29. (in Chinese)赵竹新, 文贡坚, 回丙伟, 等. 利用线阵像机估计目标运动参数[J]. 光电工程, 2012, 39(1):24-29.
    [7] Di Xiaoguang, Zhou Fengqi, Zhou Jun. The study of correcting method of distortion resulting from missile scanning guidance ladar imaging moving target[J]. Journal of Projectiles Rockets, Missiles and Guidance, 2002, 22(4):115-117. (in Chinese)遆晓光, 周凤岐, 周军. 扫描激光制导雷达对运动目标成像畸变修正方法研究[J]. 弹箭与制导学报, 2002, 22(4):115-117.
    [8] Zhao Zhuxin, Hui Bingwei, Zhang Xing, et al. Measuring motion parameters of projectile using line scan camera[J]. Science of Surveying and Mapping, 2012, 37(3):26-28. (in Chinese)赵竹新, 回丙伟, 张星,等. 利用线阵像机实现弹丸运动参数测量[J]. 测绘科学, 2012, 37(3):26-28. (in Chinese)
    [9] Zhao Z, Wen G. Ball's motion estimation using a line-scan camera[J]. Measurement Science Review, 2011, 11(6):185-191.
    [10] Gao Junchai, Lei Zhiyong, Wang Zemin. Image correction of linear array camera[J]. Laser Optoelectronics Progress, 2010, 47(9): 091501. (in Chinese)高俊钗, 雷志勇, 王泽民. 线阵相机的图像校正[J]. 激光与光电子学进展, 2010, 47(9):091501.
    [11] Hui Bingwei, Zhao Zhuxin, Wen Gongjian. Projectile's speed and attitude measured by linear camera[J]. Journal of Ballistics, 2012, 24(2):36-40. (in Chinese)回丙伟, 赵竹新, 文贡坚. 基于线阵像机的弹丸速度与姿态测量[J]. 弹道学报, 2012, 24(2):36-40.
    [12] Li Ronghua, Li Jinming, Chen Feng, et al. A method of relative pose measurement by single load for GEO instability target[J]. Journal of Astronautics, 2017, 38(10):1105-1113. (in Chinese)李荣华, 李金明, 陈凤, 等. 高轨失稳目标单载荷相对位姿测量方法[J]. 宇航学报, 2017, 38(10):1105-1113.
    [13] Zhao Zhuxin, Wen Gongjian, Hui Bingwei, et al. Velocity estimation of an airplane through a single satellite image[J]. Chinese Optics Letters, 2012, 10(3):31-34.
    [14] Sun Riming, Lin Tingting, Ji Lin, et al. A general linear imaging modeling method for space unstability targets and parameter optimization of linear laser radar[J]. Optics and Precision Engineering, 2018, 26(6):1524-1532. (in Chinese)孙日明, 林婷婷, 季霖, 等.空间失稳目标线阵激光成像建模及参数优化[J]. 光学精密工程, 2018, 26(6):1524-1532.
    [15] He G, Yang J, Behnke S. Research on geometric features and point cloud properties for tree skeleton extraction[J]. Personal Ubiquitous Computing, 2018(4):1-8.
  • [1] 李美萱, 王红, 刘小涵, 刘明, 宋立军.  基于相位调制的运动目标多光谱关联成像研究 . 红外与激光工程, 2021, 50(7): 20210184-1-20210184-8. doi: 10.3788/IRLA20210184
    [2] 孙日明, 杨苡辰, 马永峰, 孔祥宇, 李常贤.  空间失稳目标的高精度运动估计方法 . 红外与激光工程, 2021, 50(1): 20200104-1-20200104-9. doi: 10.3788/IRLA20200104
    [3] 石峰, 余大权, 林子韬, 杨书宁, 苗壮, 杨晔, 张闻文.  基于自适应对焦窗口的计算鬼成像目标深度估计方法 . 红外与激光工程, 2020, 49(3): 0303020-0303020-8. doi: 10.3378/IRLA202049.0303020
    [4] 张磊, 朱帅, 刘天宇, 王岳环.  基于运动分组的空间密集群目标跟踪 . 红外与激光工程, 2020, 49(11): 20200284-1-20200284-9. doi: 10.3788/IRLA20200284
    [5] 王克军, 董吉洪, 李威, 王晓宇, 周平伟, 姜萍.  空间遥感器线阵与面阵探测器共基板焦面组件设计 . 红外与激光工程, 2020, 49(5): 20190454-20190454-7. doi: 10.3788/IRLA20190454
    [6] 武军安, 郭锐, 刘荣忠, 刘磊, 柯尊贵.  末敏弹线阵激光雷达对地面装甲目标的提取方法 . 红外与激光工程, 2019, 48(3): 330002-0330002(8). doi: 10.3788/IRLA201948.0330002
    [7] 吕丽军, 刘盟, 侍业.  鱼眼镜头图像畸变的校正方法 . 红外与激光工程, 2019, 48(9): 926002-0926002(8). doi: 10.3788/IRLA201948.0926002
    [8] 程全, 樊宇, 刘玉春, 程朋.  分块投影匹配的运动目标检测方法 . 红外与激光工程, 2018, 47(10): 1026004-1026004(4). doi: 10.3788/IRLA201847.1026004
    [9] 张玉叶, 周胜明, 赵育良, 王春歆.  高速运动目标的运动模糊图像复原研究 . 红外与激光工程, 2017, 46(4): 428001-0428001(6). doi: 10.3788/IRLA201746.0428001
    [10] 田琪琛, 李智, 徐灿, 李鹏, 刘程浩, 齐跃.  基于光学散射截面的进动空间目标运动分析 . 红外与激光工程, 2017, 46(S1): 90-95. doi: 10.3788/IRLA201746.S113001
    [11] 梁振宇, 樊祥, 程正东, 朱斌, 陈熠.  任意阶运动目标强度关联成像 . 红外与激光工程, 2017, 46(8): 824002-0824002(8). doi: 10.3788/IRLA201746.0824002
    [12] 丁超, 唐力伟, 曹立军, 邵新杰, 邓士杰.  复杂深孔内轮廓结构光图像畸变矫正算法 . 红外与激光工程, 2017, 46(12): 1217008-1217008(7). doi: 10.3788/IRLA201746.1217008
    [13] 王盈, 黄建明, 刘玉, 陈凤, 魏祥泉.  空间目标激光雷达成像仿真技术 . 红外与激光工程, 2016, 45(9): 906002-0906002(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0906002
    [14] 范有臣, 赵洪利, 孙华燕, 郭惠超, 赵延仲.  互相关算法在运动目标距离选通激光三维成像中的应用 . 红外与激光工程, 2016, 45(6): 617003-0617003(9). doi: 10.3788/IRLA201645.0617003
    [15] 孙成明, 袁艳, 赵飞.  空间目标天基成像探测信噪比分析 . 红外与激光工程, 2015, 44(5): 1654-1659.
    [16] 王盈, 黄建明, 魏祥泉.  空间目标在轨红外成像仿真 . 红外与激光工程, 2015, 44(9): 2593-2597.
    [17] 陈宇, 霍富荣, 刘洪志, 郑丽芹.  基于改进MACH算法的畸变目标识别 . 红外与激光工程, 2014, 43(12): 4186-4191.
    [18] 阮航, 吴彦鸿, 叶伟.  匀速运动目标逆合成孔径激光雷达成像算法 . 红外与激光工程, 2014, 43(4): 1124-1129.
    [19] 王添, 于佳, 杨宇, 闫高宾, 王金城.  数字全息显微测量中相位畸变的矫正方法 . 红外与激光工程, 2014, 43(11): 3615-3620.
    [20] 席志红, 初守艳, 肖易寒.  基于预选算法的全局平移运动参数估计 . 红外与激光工程, 2013, 42(11): 3144-3149.
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-05-11
  • 修回日期:  2019-06-21
  • 刊出日期:  2019-09-25

空间失稳目标线阵成像畸变校正方法

doi: 10.3788/IRLA201948.0926003
    作者简介:

    孙日明(1978-),女,讲师,博士,主要从事图像的畸变校正、线阵图像的运动估计等方面的研究。Email:sunriming@djtu.edu.cn

基金项目:

辽宁省教育厅科学技术研究项目(JDL2017014);辽宁省博士科研启动基金指导计划(201601254);国家自然科学基金(61573247,11801056);上海航天科技创新基金(SAST2016016)

  • 中图分类号: TN249

摘要: 空间失稳目标的非合作性和运动状态不确定性使得线阵式测量无法直接获取其真实三维形貌。通过连续多帧线阵图像同一角点的时空位置关系,提出了一种特征驱动的空间失稳目标线阵成像畸变矫正方法。该方法根据线阵激光雷达的成像机理及空间失稳目标的运动规律建立了基于运动参数的线阵成像畸变数学模型,然后依据运动具有局部一致性和全局连续性分层次对空间失稳目标的局部自旋和全局章动进行运动估计,最后利用估算出的运动参数对采集的线阵图像逐列进行畸变矫正,从而获得了测量目标的真实三维形貌。实验结果展示了该方法在非合作单载荷下对不同运动状态空间目标线阵成像畸变矫正的有效性,并数值论证了帧数选取以自旋轴绕章动轴旋转一周为宜的条件稳定性,为该方法在其他运动目标线阵式测量的应用提供指导和参考。

English Abstract

参考文献 (15)

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