[發明專利]一種基于地基望遠鏡數據的目標檢測方法

在審

• 申請號: 202310603218.5
• 申請日: 2023-05-26
• 公開（公告）號: CN116563331A
• 公開（公告）日: 2023-08-08
• 發明（設計）人: 李偉;楊笑天;王梁;譚金林;吳意;魚昕;范澤琳
• 申請（專利權）人: 陜西航天技術應用研究院有限公司
• 主分類號: G06T7/20
• 分類號: G06T7/20;G06T7/30;G06T5/00
• 代理公司: 西安乾方知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 61259
• 代理人: 熊雁

本發明屬于空間目標檢測技術領域，公開一種基于地基望遠鏡數據的目標檢測方法，包括以下步驟：讀取輸入的文件夾路徑下所有的地基望遠鏡時序圖像并進行預處理；在預處理后的圖像中識別提取空間衛星目標；對識別提取的空間衛星目標按時間序列正向進行幀間目標關聯識別，提取移動目標的運動軌跡，剔除偽目標點；對識別提取的空間衛星目標按時間序列正向進行幀間目標關聯識別后，再按時間序列反向進行幀間目標關聯識別，再把每一幀的正向關聯識別結果和反向關聯識別結果合并。使用本發明的方法在空間目標檢測過程中可以降低虛警率，提高探測能力和工作效率。

技術領域

本發明屬于空間目標檢測技術領域，具體涉及一種基于地基望遠鏡數據的目標檢測方法。

背景技術

對空間目標探測的方式主要分為光電探測系統和雷達探測系統。其中，由于光電探測系統使用的觀測波段短和利用目標的自身反射或輻射信息進行探測，特點是成本低、能耗低、靈敏度高和檢測距離很大，得到各國的廣泛青睞。目前，低軌的空間目標的檢測和編目工作已經較為完善，一般采用雷達和光電設備同時探測，加入光電探測系統能夠輔助提升雷達系統的精度。小尺寸空間目標和中高軌的空間目標的探測主要依賴光電探測系統，為了提升光電探測系統的搜索效率，設備向著大口徑和大視場方向發展。大口徑的目的是提升通光量，使得曝光時間大大縮短，圖像信噪比提高，提升對暗弱空間目標的探測能力。大視場的目的是為了提高檢測范圍，使得望遠鏡在相同的時間內可以覆蓋更多的天區。地基望遠鏡為空間目標廣域監視系統重要的組成部分，已經開展了多方面的研究。

由于有限的觀測資源無法滿足大量空間碎片的監測，對于基于地基望遠鏡的空間目標檢測技術有三個重要的發展趨勢：拓展地基望遠鏡的工作時間、提高地基望遠鏡的圖像質量和提升空間目標檢測算法的探測能力和工作效率。

提高空間目標檢測算法的探測能力和工作效率：一方面，中高軌中的小尺寸空間碎片，距離遠亮度低，在圖像中噪聲與暗弱空間目標難以區分，容易造成大量虛警點；另一方面，視場中往往存在數目巨大的背景恒星，背景恒星的存在造成了大量的虛警點，對空間目標檢測造成了非常大的干擾，這些因素綜合導致了空間目標檢測過程的虛警率提高、探測能力和工作效率下降。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于地基望遠鏡數據的目標檢測方法，使得在空間目標檢測過程中圖像中噪聲與暗弱空間目標容易區分，同時去除背景恒星的干擾，降低了虛警率，提高了探測能力和工作效率。

本發明采取的技術方案是一種基于地基望遠鏡數據的目標檢測方法，包括以下步驟：

S1，讀取輸入的文件夾路徑下所有的地基望遠鏡時序圖像并進行預處理；

S2，在預處理后的圖像中識別提取空間衛星目標；

S3，對識別提取的空間衛星目標按時間序列正向進行幀間目標關聯識別，提取移動目標的運動軌跡，剔除偽目標點；

S4，對識別提取的空間衛星目標按時間序列正向進行幀間目標關聯識別后，再按時間序列反向進行幀間目標關聯識別，再把每一幀的正向關聯識別結果和反向關聯識別結果合并。

進一步地，所述S1中，預處理具體為：

對單幀圖像數據進行不均勻背景的校正，并基于灰度投影法對所有圖像數據進行快速配準。

進一步地，所述S2中，在預處理后的圖像中識別提取空間衛星目標，具體步驟包括：

⑴通過計算自適應閾值提取圖像中的所有空間目標，并對提取結果進行去噪和邊緣優化；

⑵在提取的所有空間目標中，采用時序圖像幀間差分法去除恒星目標的干擾，并結合形態學圖像處理算法對空間衛星目標進行識別提取。

進一步地，所述S3中，對識別提取的空間衛星目標按時間序列正向進行幀間目標關聯識別，具體步驟包括：

⑴確定搜索起點；