空间非合作目标三维形状与位姿成像测量技术研究



空间非合作目标三维形状与位姿成像测量技术研究

本项目围绕空间非合作目标三维图像无失真实时获取、特征提取与稳定跟踪、三维形状与位姿信息高精度提取、测量方法适应性设计等重大难题，取得了一系列突破性研究成果，获2015年度军队科技进步二等奖。

主要成果：一是针对非合作目标外形尺寸和运动状态先验信息少、目标亮度变化范围大、空间操控对目标三维形状与位姿信息精度和实时性要求高等难题，提出并验证了一种全天候高精度实时获取空间非合作目标三维形状与位姿信息的调频连续波(FMCW)无扫描激光三维成像与可见光二维成像融合测量方法，首次研制了基于该方法的成像测量系统，为空间非合作目标操控任务中目标形状、位姿及速度信息获取提供了一种新的测量手段。二是取得了一系列技术突破。提出的FMCW无扫描激光三维成像方法，测量精度高、抗干扰能力强、无距离模糊；突破的准连续波大功率超宽带激光调制技术，解决了激光发射峰值功率低、平均功耗大等难题，显著增强了空间暗弱目标探测能力；提出的基于雪崩光电二极管光电混频的大动态高灵敏接收解调方案，降低了信号串扰，扩大了动态探测范围，提高了成像信噪比和空间光照环境适应性；发明的基于光纤耦合的三维成像探测阵列实现方法，为三维成像探测阵列实现提供了一种新的技术途径；建立的特征点提取、选择、跟踪及目标三维形状与位姿信息解算方法体系，解决了光照变化、目标旋转和距离变化等造成的特征丢失与跟踪难题。该成果不仅能够应用于空间领域，还可推广应用于武器弹药制导、战场目标识别、无人装备导航等领域。

(装备学院 航天指挥系：杜小平)