基于红外图像的返回舱被动测距

《基于红外图像的返回舱被动测距》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第32卷第4期2013年8月飞行器测控学报JournalofSpacecraftTT&CTechnologyVol-32No．4Aug．2013基于红外图像的返回舱被动测距+杨彦伟1，徐蓉2，甘宸伊1，祁少军1，钟云鹏1(1_63788部队·陕西渭南·714000；2．宇航动力学国家重点实验室·西安·710043)摘要：针对飞船返回段光学设备不能测距的问题，提出一种基于红外序列图像处理的返回舱被动测距方法。该方法选择主伞作为测量对象，利用最小外按矩形算法实现主伞轮廓图像测量，然后基于小孔成像理论，建立返

2、回舱被动测距模型。为了减小图像噪声及边缘模糊对测量精度的影响，使用了前站引导数据修正以及距离值分段拟合等手段。实验结果表明，在没有连续云层遮蔽情况下，该方法对返回舱距离测量是可靠的和有效的。关键词：返回舱；被动测距；红外图像；最小外接矩形中图分类号：TP751．2文献标志码：A文章编号：1674—5620(2013)04-0331—05DOI：10．7642／j．issn．1674—5620．2013—04—0331-05PassiveRangingoftheReturnModuleofaSpacesh

3、ipBasedonInfraredImagesYANGYanweil，XURon92，GANChenyil，QIShaojunl，ZHONGYunpen91(1．PLAUnit63788，Weinan．ShaanxiProvince714000；2．StateKeyLaboratoryofAstronauticDynamics，Xi’an710043)Abstract：Apassiverangingmethodbasedoninfraredimageprocessingisproposedtomeasu

4、rethedistancebetweenthereturnmoduleofaspaceshipandopticalstation．Choosingthemajorumbrellaofthereturnmoduleastheobjectofmeasurement，MER(MinimumEnclosingRectangle)algorithmisusedtomeasurethesketchofthemajorum—brella．Apassiverangingmodelisestablishedusingth

5、etheoryofperspectiveprojectionimaging．Tominimizetheinfluenceofimagenoiseandedgebluronmeasurementaccuracy，methodssuchascorrectionoftheguidancedataofthepreviousstationandsegmentedfittingofrangeareused．Experimentalresultsindicatethattheproposedpassiverangin

6、gmethodisreliableandeffectivewhenthereisnocontinuousshadingfromclouds．Keywords：returnmoduleofaspaceship；passiveranging；infraredimage；MinimumEnclosingRectangle(MER)0引言靶场光学系统通常采用多站交会，或者在机架上安装雷达或者激光设备实现测距功能[1]。然而，当仅有一套光学实况记录系统时，如何完成测距，只有另辟蹊径。针对这个问题，本文提出一种基于

7、红外序列图像处理的飞船返回舱被动测距方法。模拟图像通过采样，送至图像终端完成去噪、目标搜索和分割等一系列处理，然后进行图像轮廓测量。最后，基于dqL成像原理建立多帧平均测距模型，实现了返回舱从开伞至落地的全程测距。基于图像数据的目标测距属于非接触测量，具有抗电子干扰和不受低仰角限制等优点。1dx：FL成像测距1．1测距原理目标的光学成像大小反映了目标距离的远近。飞船返回段舱伞系统与摄影机之间的距离通常大于5km，因此可以认为该摄影成像满足小孔成像模型[z]，小孑L成像原理如图1所示。依据相似三角形的性质

8、，小孔成像的物距为R一等一学㈩式中H为目标尺寸；R为工作距离；咒为目标像素尺寸；d为探测器像元尺寸；f7为系统焦距；^为探测*收稿日期：2013-03—22；修回日期：2013一05—30；网络出版时间：2013-07—1911：12网络出版地址：http：∥WWVv．cnki．net／kcms／detail／11．4230．TV．20130719．1112．011．html基金项目：国家自然科学基金(No．6117910)第一作者简介：杨