基于月面图像的大气波前倾斜量提取算法的性能分析

为了提高月球激光测距试验中的回波光子数,考虑将自适应光学技术应用于云南天文台1.2 m光学望远镜,以实时校正望远镜跟踪误差和由于大气湍流的影响而造成的到达月球表面的激光束的扩展与漂移效应。针对月面为低对比度扩展源的特点,利用互相关函数法及绝对差分算法对采集的月面图像进行了大气波前倾斜量的提取。模拟了未去除和去除大气波前倾斜量的月面长曝光图像,发现去除大气波前倾斜量后的图像对比度较未去除有了相应提高。研究表明:月球激光测距试验中,绝对差分算法更适合用来提取大气波前倾斜量。

基于松弛极线约束的月面复杂仿射变换图像匹配方法

月球车在月面巡视探测过程中采用大间距行进模式、以倾斜视角拍摄月面,导致相邻站点间所拍摄的月面图像重叠区域较小,并且在尺度、旋转上具有较大的差异;同时由于站点间图像仿射变换复杂、纹理相似度高且光照条件不一致,仅利用图像局部表观特征匹配极易发生错误。针对上述问题,提出了基于双向松弛极线约束的图像匹配算法,首先,将惯导测量的站点间近似相对位姿引入到成像光束的投影变换中,计算一个站点图像特征点在另一站点图像中对应的极线方程;其次,根据站点误差范围近似估计前后站图像中双向极线的松弛约束范围,构建限定在松弛约束范围内的匹配候选点集合;再次,利用FLANN算法进行特征匹配,选取同时满足双向松弛极线约束且相似度高的特征点对;最后,使用RANSAC算法进一步剔除错误匹配点,得到最终配对点集合。实验表明:上述算法在处理站点间大尺度、旋转变换月面图像匹配问题时,能够尽可能多地保留正确匹配点,极大提升匹配正确率和剔除无效匹配点,相比ASIFT等算法效果提升明显。

“中国第一幅月图”完美亮相

11月26日9时40分许．中国国家航天局正式公布“嫦娥一号”卫星传回并制作完成的第一幅月面图像．

一种鲁棒的月面宽基线图像特征匹配方法

针对目前图像匹配算法在月面宽基线、弱纹理和光照变化等条件下匹配成功率低的问题,提出基于视图合成与全局注意力的月面图像匹配方法。首先对同站点月面双目图像使用稀疏视差虚真值训练立体匹配网络,完成同站点图像的三维重建。基于场景深度,结合站点之间惯导先验位姿将待匹配图像转为新的合成视图用于匹配,解决不同站点宽基线图像对之间图像重叠度低、视角变化大等问题。进一步使用基于Transformer的图像匹配网络,提高弱纹理场景下的图像匹配性能,并在后处理阶段引入考虑平面退化的外点滤除方法。在真实月面宽基线图像数据集的结果表明,相比现有算法,提出的匹配算法大幅度提高了宽基线场景下的月面图像匹配精度与成功率,为月球车大跨度行驶中的自主视觉定位提供了重要基础。

像袋鼠一样蹦跳的月球探测器

说起月球车,人们第一个想到的就是装着4个轮子或者6个轮子,顶着一根光电桅杆,在月球表面慢慢爬行的无人车。如果看到一个方盒子在月球上一蹦一蹦的,很多人或许会说＂这是什么鬼？!＂

嫦娥一号月面成像的高精度匹配及月貌三维重建

针对嫦娥一号探月卫星2C级月面成像,提出了基于待配点最优模板选择的二次函数形变补偿迭代匹配方法。仿真表明它能有效地适应地形起伏引起的图像形变,匹配精度较高且稳定性好。在标准相关匹配的基础上结合所提出的方法完成了下视图与前、后视图的精确匹配,采用三视约束机制和顺序检验机制保证了匹配的稳健性。分析了线阵相机成像的仿射近似模型,并以此为基础实现同轨三视重建。基于邻轨下视图同名特征点,采用RANSAC方法估计邻轨三维坐标转换参数,完成邻轨拼接。实验结果表明,三维重建的月貌图能够更好地表达月球表面的形状和地形。

嫦娥一号卫星CCD立体相机的设计与在轨运行

介绍了立体成像原理、参数选择、相机方案及设计结果。发射前的实验室检测表明:整机MTF达0.48,S/N为235。由嫦娥一号卫星CCD立体相机获取的图像清晰,层次丰富。用户根据在轨运行前期探测数据对CCD立体相机的科学探测数据质量进行了初步评估,认为CCD立体相机工作正常,数据格式正确,科学数据有效,图像质量优良,能够进行稳定的数据观测、采集与下传。最后介绍了相机在研制过程中采用的一些新技术。

嫦娥一号月面成像的高次函数形变模型匹配及超分辨率重建

分析了起伏地形在星载三线阵像机不同传感器上成像的形变模式.针对嫦娥一号探月卫星2C级月面成像,提出了在运动方向上用二次函数表示图像形变的线阵立体像机图像匹配方法.用该匹配方法与标准相关方法相结合完成了嫦娥一号卫星成像的下视图与前视图、后视图的精确配准,基于非均匀样本小波插值的超分辨率重建算法实现了嫦娥一号卫星月面图像的超分辨率重建,增加了图像的可识别目标,充分挖掘了嫦娥一号卫星的图像信息.

嫦娥礼赞

公元2007年10月24日18时05分,探月卫星嫦娥一号从西昌卫星发射中心升空。11月26日9时41分,嫦娥一号传回并制作完成第一幅月面图像,千年梦想成真,国人无不兴奋激动。特作拙文一篇以示庆贺。