基于视图的三维卫星目标识别

admin · 发表于 2022-9-19 11:02:49

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卫星作为外层空间的主要活动目标，对其进行探测、跟踪和识别是各国空间资源竞争的重要技术手段。对可见光成像卫星目标识别，已经成为空间目标研究的热点题目。卫星目标识别研究的主要难点集中在观测角度不同引起的目标姿态变化题目，并且目前国内外没有公开的基于可见光成像的卫星目标图像数据库，也阻碍了卫星目标识别技术的研究和发展。针对该题目，本文对基于视图的三维卫星目标识别技术进行了相关研究，主要完成以下几点工作。1. 通过对卫星目标特性分析，本文建立了52颗卫星仿真三维模型，使用全视图投影方法，按照不同经纬度的视点划分，获得每颗卫星目标230幅全视点灰度图像和二值图像，形成了23920幅包含丰富几何和纹理信息的卫星目标图像数据库，填补了可见光成像卫星目标图像数据库的空白。2. 基于该数据库，本文提出一种基于核的局部保留映射三维卫星目标识别方法。该方法首先对卫星灰度图像和二值图像提取388维特征，包括区域协方差、局部二元模式直方图、梯度向量直方图、区域不变矩以及傅立叶描述子特征，并将特征向量映射到核空间进行流形降维，最后使用K近邻方法对流形子空间特征进行分类识别。实验采用52类卫星目标数据库，对比分析了KPCA、PCA、LPP方法的识别结果，本文算法识别性能最优，达到95.7%的正确识别率。并通过实验证明了该算法对卫星目标尺度变化、模糊等干扰条件具有一定鲁棒性。3. 本文还结合全视点三维卫星目标图像数据库，将识别算法进行拓展，应用于卫星目标姿态估计，为基于图像的卫星姿态测量提供了新的思路和方法。

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