天基非合作卫星高精度跟踪算法研究

空间非合作目标跟踪技术可以在多方面发挥重要作用,目前效果较好的图像跟踪算法多是基于视频流处理,但是由于面对的工况与航天应用面对工况不同,在跟踪精度、运算速度、预警率和虚警率等要求上不满足空间目标跟踪需求与任务要求,并且运算复杂难以在航天器中实现,不适合天基卫星跟踪。为解决这一问题,一种面向空间应用的卫星目标高精度跟踪算法被提出,该算法以图像相关、曲线拟合、卡尔曼滤波、SURF算法为基础,并将预测、跟踪和矫正过程相融合,最终获得在天基平台中具有可行性的高速稳定跟踪算法。相关实验表明,这种算法可以对平面内自由旋转、0.4～2.1倍尺度内缩放、有光照变化的图像进行连续跟踪,仿真试验平均跟踪误差小于0.9像素且大多数工况下计算速度高于200帧/s,并且算法对图像模糊、高斯噪声以及椒盐噪声都有较好兼容能力,对于实际模型目标跟踪仍有稳定跟踪能力。