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基于局部對比度和全卷積網(wǎng)絡(luò )的小空間碎片檢測
DOI:
CSTR:
作者:
作者單位:

南京航空航天大學(xué) 航天學(xué)院

作者簡(jiǎn)介:

通訊作者:

中圖分類(lèi)號:

V249. 3

基金項目:

中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(NP2019105)南京航空航天大學(xué)博士學(xué)位論文創(chuàng )新與創(chuàng )優(yōu)基金(BCXJ19-11)


Small Space Debris Detection via Local Contrast Measure and Fully Convolutional Network
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    摘要:

    近年來(lái)環(huán)繞地球軌道的空間碎片數量急劇增加,對在軌運行的航天器構成嚴重威脅。基于天基監視平臺的空間碎片小目標快速檢測對于航天器遠距離規避具有重要意義,然而由于空間碎片小目標的快速相對運動(dòng)和宇宙射線(xiàn)產(chǎn)生的噪聲,空間碎片小目標快速檢測極具挑戰。提出了一種基于深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的天基空間碎片小目標顯著(zhù)性檢測方法,首先,使用局部對比度方法獲得輸入圖像的空間對比度圖;然后,通過(guò)全卷積網(wǎng)絡(luò )結合上述對比度圖捕獲時(shí)空顯著(zhù)性信息;最后,基于仿真視頻序列圖像開(kāi)展實(shí)驗驗證,可實(shí)現對最遠距離為30km,最小為16像素的目標準確檢測。通過(guò)設置不同的高斯白噪聲方差參數模擬空間環(huán)境噪聲,證明了在噪聲背景條件下對空間碎片小目標檢測的有效性和魯棒性。

    Abstract:

    The drastic increase of the number of space debris in orbit around the earth poses a serious threat to operational spacecraft. Rapid small space debris detection with space-based surveillance platform is very important for spacecraft emergency avoidance at distance. Nevertheless, small space debris detection is a great challenge due to its fast movement and noise caused by cosmic rays in space-based surveillance platform. Inspired by strong pattern recognition capacity of deep learning, a deep convolutional neural network based small space debris saliency detection method for space-based surveillance system is proposed. First, the spatial contrast map of the input image is obtained using local contrast method. Then, the spatiotemporal saliency information is captured incorporating with the above contrast map. Last, the experiments are conducted based on the synthetic video sequence images. It can detect the space debris with the furthest distance 30 km and the smallest size of 16 pixels. The experimental results prove the applicability and robustness of the proposed method through different Gaussian white noise variance set up simulating the cosmic noise.

    參考文獻
    相似文獻
    引證文獻
引用本文

陶江,曹云峰.基于局部對比度和全卷積網(wǎng)絡(luò )的小空間碎片檢測計算機測量與控制[J].,2023,31(7):15-20.

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歷史
  • 收稿日期:2022-09-12
  • 最后修改日期:2022-11-30
  • 錄用日期:2022-12-05
  • 在線(xiàn)發(fā)布日期: 2023-07-12
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