空間非合作目標三維形狀與位姿成像測量技術研究

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空間非合作目標三維形狀與位姿成像測量技術研究

本項目圍繞空間非合作目標三維圖像無失真實時獲取、特征提取與穩定跟蹤、三維形狀與位姿信息高精度提取、測量方法適應性設計等重大難題，取得了一系列突破性研究成果，獲2015年度軍隊科技進步二等獎。

主要成果：一是針對非合作目標外形尺寸和運動狀態先驗信息少、目標亮度變化范圍大、空間操控對目標三維形狀與位姿信息精度和實時性要求高等難題，提出并驗證了一種全天候高精度實時獲取空間非合作目標三維形狀與位姿信息的調頻連續波(FMCW)無掃描激光三維成像與可見光二維成像融合測量方法，首次研制了基于該方法的成像測量系統，為空間非合作目標操控任務中目標形狀、位姿及速度信息獲取提供了一種新的測量手段。二是取得了一系列技術突破。提出的FMCW無掃描激光三維成像方法，測量精度高、抗干擾能力強、無距離模糊；突破的準連續波大功率超寬帶激光調制技術，解決了激光發射峰值功率低、平均功耗大等難題，顯著增強了空間暗弱目標探測能力；提出的基于雪崩光電二極管光電混頻的大動態高靈敏接收解調方案，降低了信號串擾，擴大了動態探測范圍，提高了成像信噪比和空間光照環境適應性；發明的基于光纖耦合的三維成像探測陣列實現方法，為三維成像探測陣列實現提供了一種新的技術途徑；建立的特征點提取、選擇、跟蹤及目標三維形狀與位姿信息解算方法體系，解決了光照變化、目標旋轉和距離變化等造成的特征丟失與跟蹤難題。該成果不僅能夠應用于空間領域，還可推廣應用于武器彈藥制導、戰場目標識別、無人裝備導航等領域。

(裝備學院 航天指揮系：杜小平)