深空背景下空间目标检测方法及DSP实现

admin · 发表于 2022-9-17 21:06:24

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随着各国对空间探测领域的日益重视，空间目标的检测与跟踪作为天基空间目标监视系统的关键技术逐渐成为研究的热点，急需开展天基空间目标检测与跟踪算法的研究及其DSP实现。本文针对这一题目，搭建了一套空间目标序列成像仿真及其DSP处理硬件系统，结合仿真输出图像序列，研究实现了一套基于DSP的实时空间目标检测与跟踪算法，主要研究与开发工作如下：论文在阐述空间目标检测与跟踪研究背景的基础上，分析了深空背景及空间目标的成像特点，对目前国内、外目标检测与跟踪技术的研究现状和应用领域作了简要的概述与分析。通过对弱小目标检测与跟踪算法的分析和实验，研究确定了适合DSP硬件实时处理的空间目标检测与跟踪算法。利用帧间信息初步检测视场中的目标（包括空间目标和恒星等），用最小二乘曲线拟合方法进行目标的多帧轨迹拟合，根据拟合结果以及目标与恒星的不同运动方向和速度来确认目标。针对空间弱小点目标，设计了一种变邻域重心法，实现了对目标的稳定跟踪；针对尺度变化的有形空间目标，采用重心Mean-shift方法实现了目标的稳定跟踪。搭建了一套空间目标成像序列仿真及其DSP处理硬件系统，系统包括带有Camera Link输出接口的VST-ForeSite图像仿真输出卡和基于TMS320C6416芯片的ForeFoot6416 DSP处理系统。并在本硬件系统上，开发实现了空间目标序列图像仿真输出软件，完成了仿真软件和硬件系统的调试。仿真系统能稳定输出25帧/秒、512×512分辨率、单通道10bits的空间目标图像序列，成功模拟了捕获跟踪相机的工作状态。将所研究的空间目标检测与跟踪算法移植到该DSP硬件系统上，通过调试与分析，实现了对空间目标的实时检测与跟踪。满足了大项目对本论文研究的要求，完成了课题任务。

深空背景下空间目标检测方法及DSP实现

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