星空背景下的多目标捕获及跟踪算法研究

本书介绍空间目标的捕获及跟踪技术，主要内容分为6章，包括天基目标探测技术和星敏感器探测技术的现状、星空图像仿真生成方法、星敏感器实验室标定算法及存轨标定技术、星图预处理技术和星点目标质心定位方法及FPGA实现、全天球恒星识别算法和恒星跟踪算法、星敏感器姿态解算方法和多日标捕获及跟踪算法等，最后对全书进行了总结和展望。书中将传统星敏感器天文导航技术与目标检测和跟踪技术相结合，力图通过星空背景下的空间多目标捕获和跟踪的基本原理及关键技术，帮助读者更好地理解和应用所学的理论知识。本书可作为高等学校探测制导与控制技术专业本科生的教材，也可作为相关号业技术人员的参考用书。

第1章 绪论
1.1 研究的背景及意义
1.2 国内外研究的现状
1.2.1 概述
1.2.2 天基目标探测技术
1.2.3 星敏感器探测技术
1.3 本书的研究内容及结构安排
第2章 星空图像仿真生成方法
2.1 星敏感器透视投影模型
2.1.1 探测坐标系与天球坐标系的旋转关系
2.1.2 透视投影变换
2.2 星敏感器畸变模型
2.3 星空图像仿真生成
2.3.1 导航星表恒星搜索
2.3.2 星空数字图像合成
2.4 噪声模型研究
2.4.1 宇宙背景噪声
2.4.2 相机本身的噪声
2.4.3 星图仿真软件生成
本章小结
第3章 星敏感器实验室标定算法及在轨标定技术
3.1 星敏感器光学参数对星点质心精度的影响
3.1.1 光学参数对质心精度影响的推导
3.1.2 实验结果和分析
3.1.3 算法小结
3.2 重投影误差最小化全参数优化星敏感器实验室标定算法
3.2.1 数据采集
3.2.2 标定算法
3.2.3 实验结果和分析
3.2.4 算法小结
3.3 基于角距和重投影误差最小化全参数优化星敏感器实验室标定算法
3.3.1 数据采集
3.3.2 标定算法
3.3.3 仿真及结果
3.3.4 真实数据实验
3.3.5 算法小结
3.4 基于非线性优化方法的星敏感器标定算法
3.4.1 算法流程
3.4.2 实验结果和分析
3.4.3 算法小结
本章小结
第4章 星图预处理技术及星点目标质心定位方法
4.1 基于背景预测的星图预处理技术
4.1.1 背景预测基本模型
4.1.2 背景预测的权重矩阵
4.1.3 背景预测仿真实验
4.1.4 背景预测算法硬件加速结构
4.2 星点目标质心定位方法
4.2.1 算法流程
4.2.2 实验结果和分析
4.2.3 算法小结
4.3 基于FPGA平台的星点目标质心定位算法
4.3.1 实验结果和分析
4.3.2 算法小结
本章小结
第5章 恒星动态背景抑制技术
5.1 全天球恒星背景抑制方法
5.1.1 全天球恒星识别算法原理
5.1.2 实验结果和分析
5.1.3 算法小结
5.2 序列帧跟踪过程中恒星背景抑制方法
5.2.1 恒星跟踪算法原理
5.2.2 QUEST算法简介
5.2.3 实验结果和分析
5.2.4 算法小结
本章小结
第6章 多目标捕获及跟踪算法
6.1 基于卡尔曼滤波的目标跟踪算法
6.1.1 算法流程
6.1.2 实验结果和分析
6.1.3 算法小结
6.2 基于CJPDA的多目标跟踪算法
6.2.1 算法流程
6.2.2 实验结果和分析
6.2.3 算法小结
6.3 目标捕获及跟踪算法在DSP+FPGA平台上的实现
6.3.1 硬件实现流程
6.3.2 实验结果和分析
本章小结
总结与展望
参考文献