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基于Transformer光变分类器的小天体短期目标自主识别技术
1
作者
雷开宇
桑海瑞
+3 位作者
史弦
李林
赵春晖
武延鹏
《光子学报》
北大核心
2025年第5期157-170,共14页
目标自主识别中目前应用最为广泛的运动法、光变分析法均无法在短时间(20 min)内将目标从密集星场中识别出来,限制了自主导航算法的能力。针对该问题,对光变分析法进行了改进,构建了基于Transformer的光变分类器,使其能够在短时间内利...
目标自主识别中目前应用最为广泛的运动法、光变分析法均无法在短时间(20 min)内将目标从密集星场中识别出来,限制了自主导航算法的能力。针对该问题,对光变分析法进行了改进,构建了基于Transformer的光变分类器,使其能够在短时间内利用光变曲线区分出恒星与探测目标,完成识别。利用仿真工具对恒星、小天体的光变曲线进行了仿真,并将仿真数据与DAMIT等实际观测数据相结合,构建数据集,用于分类器的训练与测试。实验测试结果表明,该算法能够显著提升短时间内星点类型判别与目标识别的准确性。在仿真测试数据集上,该算法分类的平均准确率达到了95%以上。利用OSIRIS-REx在轨观测数据,将该算法与运动法、传统光变分析法进行对比分析,实验结果表明,相比运动法,所提算法能够在短时间内识别出目标,且识别准确率远高于传统光变分析法,具有明显优势。
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关键词
光学导航
飞行器
小天体自主识别
深度学习
深空导航敏感器
小天体光变曲线
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职称材料
3D-TOF相机在空间近距离目标探测中的应用研究
被引量:
12
2
作者
宋玉志
卢纯青
王立
《空间控制技术与应用》
CSCD
北大核心
2019年第1期53-59,共7页
3D-TOF相机具有同时获取目标的灰度和深度图像的功能,从而能够实时得到目标物体的三维点云,实现三维成像.主要介绍了3D-TOF相机的工作机理以及应用场景等,同时模拟空间近距离目标探测的应用对目标进行成像研究,分析了不同条件下对目标...
3D-TOF相机具有同时获取目标的灰度和深度图像的功能,从而能够实时得到目标物体的三维点云,实现三维成像.主要介绍了3D-TOF相机的工作机理以及应用场景等,同时模拟空间近距离目标探测的应用对目标进行成像研究,分析了不同条件下对目标物成像的影响因素以及相机的误差来源和误差的校正方法,并通过相机对深度信息的获取,对相机的距离探测精度进行了测试.
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关键词
3D-TOF相机
三维成像
精度
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职称材料
空间非合作目标自旋速率测量方法与实验
3
作者
王立
顾营迎
+2 位作者
郭绍刚
李涛
储怡
《应用光学》
CAS
CSCD
北大核心
2019年第6期1091-1096,共6页
为了实现对失稳、快旋空间非合作目标运动状态的测量,提出一种基于单目相机序列图像的测量方法。根据目标与探测器的投影几何关系,推导和证明了测量方法的可行性。根据空间光照环境的特点,给出一种基于MSER特征的图像处理方法,用于稳定...
为了实现对失稳、快旋空间非合作目标运动状态的测量,提出一种基于单目相机序列图像的测量方法。根据目标与探测器的投影几何关系,推导和证明了测量方法的可行性。根据空间光照环境的特点,给出一种基于MSER特征的图像处理方法,用于稳定提取目标在图像中的投影角。根据获得的多帧序列投影角值,通过设定合理的多项式拟合模型,计算非合作目标的自旋速率。最后通过在轨图像数据,进一步验证了方法的有效性和测量精度。实验结果表明:对于某60°/s的快旋非合作目标,用1 Hz帧频的单目相机观测150 s,该方法对目标的测量均值为60.07°,测量标准偏差为0.05°/s,实现了稳定可靠、高精度的空间非合作目标运动状态测量。
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关键词
空间非合作目标
单目成像测量
自旋速率
图像处理
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职称材料
题名
基于Transformer光变分类器的小天体短期目标自主识别技术
1
作者
雷开宇
桑海瑞
史弦
李林
赵春晖
武延鹏
机构
中国空间技术
研究
院
北京控制工程研究所
光电
技术
事业
部
中国科学院上海天文台
出处
《光子学报》
北大核心
2025年第5期157-170,共14页
基金
国家自然科学基金(No.52275083)。
文摘
目标自主识别中目前应用最为广泛的运动法、光变分析法均无法在短时间(20 min)内将目标从密集星场中识别出来,限制了自主导航算法的能力。针对该问题,对光变分析法进行了改进,构建了基于Transformer的光变分类器,使其能够在短时间内利用光变曲线区分出恒星与探测目标,完成识别。利用仿真工具对恒星、小天体的光变曲线进行了仿真,并将仿真数据与DAMIT等实际观测数据相结合,构建数据集,用于分类器的训练与测试。实验测试结果表明,该算法能够显著提升短时间内星点类型判别与目标识别的准确性。在仿真测试数据集上,该算法分类的平均准确率达到了95%以上。利用OSIRIS-REx在轨观测数据,将该算法与运动法、传统光变分析法进行对比分析,实验结果表明,相比运动法,所提算法能够在短时间内识别出目标,且识别准确率远高于传统光变分析法,具有明显优势。
关键词
光学导航
飞行器
小天体自主识别
深度学习
深空导航敏感器
小天体光变曲线
Keywords
Optical navigation
Spacecraft
Asteroid autonomous recognition
Deep learning
Deep space optical navigation sensor
Asteroid light-curve
分类号
V11 [航空宇航科学与技术—人机与环境工程]
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职称材料
题名
3D-TOF相机在空间近距离目标探测中的应用研究
被引量:
12
2
作者
宋玉志
卢纯青
王立
机构
北京控制工程研究所
光电
技术
事业
部
出处
《空间控制技术与应用》
CSCD
北大核心
2019年第1期53-59,共7页
文摘
3D-TOF相机具有同时获取目标的灰度和深度图像的功能,从而能够实时得到目标物体的三维点云,实现三维成像.主要介绍了3D-TOF相机的工作机理以及应用场景等,同时模拟空间近距离目标探测的应用对目标进行成像研究,分析了不同条件下对目标物成像的影响因素以及相机的误差来源和误差的校正方法,并通过相机对深度信息的获取,对相机的距离探测精度进行了测试.
关键词
3D-TOF相机
三维成像
精度
Keywords
3D-TOF camera
three dimension imaging
accuracy
分类号
V44 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
空间非合作目标自旋速率测量方法与实验
3
作者
王立
顾营迎
郭绍刚
李涛
储怡
机构
北京控制工程研究所光电事业部
佳木斯大学理学院基础物理
部
出处
《应用光学》
CAS
CSCD
北大核心
2019年第6期1091-1096,共6页
基金
空间智能控制技术国防科技重点实验室基金(KGJZDSYS-2018-17)
文摘
为了实现对失稳、快旋空间非合作目标运动状态的测量,提出一种基于单目相机序列图像的测量方法。根据目标与探测器的投影几何关系,推导和证明了测量方法的可行性。根据空间光照环境的特点,给出一种基于MSER特征的图像处理方法,用于稳定提取目标在图像中的投影角。根据获得的多帧序列投影角值,通过设定合理的多项式拟合模型,计算非合作目标的自旋速率。最后通过在轨图像数据,进一步验证了方法的有效性和测量精度。实验结果表明:对于某60°/s的快旋非合作目标,用1 Hz帧频的单目相机观测150 s,该方法对目标的测量均值为60.07°,测量标准偏差为0.05°/s,实现了稳定可靠、高精度的空间非合作目标运动状态测量。
关键词
空间非合作目标
单目成像测量
自旋速率
图像处理
Keywords
space non-cooperative target
monocular imaging measurement
spin rate
image processing
分类号
TP394.1 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
TH691.9 [机械工程—机械制造及自动化]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于Transformer光变分类器的小天体短期目标自主识别技术
雷开宇
桑海瑞
史弦
李林
赵春晖
武延鹏
《光子学报》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
3D-TOF相机在空间近距离目标探测中的应用研究
宋玉志
卢纯青
王立
《空间控制技术与应用》
CSCD
北大核心
2019
12
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
空间非合作目标自旋速率测量方法与实验
王立
顾营迎
郭绍刚
李涛
储怡
《应用光学》
CAS
CSCD
北大核心
2019
0
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职称材料
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