《基於光學相關的船用星敏感器星圖運動模糊復原方法》是依託中國人民解放軍國防科技大學，由劉海波擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於光學相關的船用星敏感器星圖運動模糊復原方法
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：劉海波
- 依託單位：中國人民解放軍國防科技大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
在海面航行的艦船受風、浪、涌等外力的作用會產生複雜、劇烈的船體搖擺和升沉運動，引起星圖運動模糊，進而導致星點定位誤差甚至提取失敗，是船用星敏感器技術亟待解決的技術難題。針對現有方法難以適應船用星敏感器星圖複雜運動模糊實時、高質量復原的技術難題，本項目研究集成運動模糊測量與復原光學加速機制的星敏感器技術，提出基於聯合變換光學相關圖像平移和旋轉測量的星圖模糊核函式實時估計方法，建立4f系統實現圖像反卷積的星圖模糊復原光學相關加速機制，實現星敏感器星圖模糊實時測量與復原。光學相關器通過兩次透鏡的傅立葉變換即可實現圖像相關運算，將圖像運動測量簡化為相關峰位置提取，在現有的電光轉換設備下，能達到每秒上千幀的處理速度。此外，利用透鏡的二維傅立葉變換實現圖像模糊復原的反卷積運算操作，與數字處理器相比，具有光學運算所特有的大頻寬、高速度和並行處理能力，具有極高的運算效率。
結題摘要
本項目經過3年研究，已圓滿完成了項目計畫全部內容，主要包括：實現了對複雜船體運動背景下星敏感器多重運動模糊的數學建模；提出了針對艦載星敏感器星圖運動模糊的估計方法；進一步針對這種條件下的運動模糊提出了復原方法並通過仿真進行了驗證；開展了基於光學相關的圖像位移測量方法研究；提出了基於光學相關的圖像模糊復原光學加速方法，並通過實驗進行了驗證。 取得的主要研究成果和結論：（1）完成了船用星敏感器的星圖運動模糊分析以及多重運動模糊的數學建模，提出了艦載星敏感器星圖模擬方法，為後續研究奠定基礎；（2）提出了基於海天線船搖運動測量的星圖運動模糊估計方法，在星敏感器一次曝光時間內拍攝海天線的像機曝光十次（星敏感器與像機時間上已對齊），即不僅能實時獲得的海天線解算船體的水平姿態，還能獲得星點的運動模糊方向和運動模糊長度；（3）提出了基於方向積分的星圖運動模糊復原方法，仿真實驗說明該方法可以有效抑制噪聲，明顯改善目標信噪比和極限星等；（4）進行了基於光學相關的圖像位移測量方法研究，為模糊圖像像移測量提供了技術方案，為圖像運動估計、模糊復原等奠定了基礎；（5）以光學相關器為核心的圖像光學處理技術套用於圖像的運動模糊實時復原，提出了利用光學相關頻譜濾波技術實現圖像反卷積運算的圖像模糊復原光學加速方法，實驗結果顯示提出方法正確科學。 項目研究期間共發表論文10篇，其中國際會議分組報告1次、SCI收錄7篇、EI收錄2篇；申請國家發明專利1項；培養了2名研究生，2名本科生。
