搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

基于光谱的天基空间点目标特征提取与识别

孙成明 赵飞 袁艳

引用本文:
Citation:

基于光谱的天基空间点目标特征提取与识别

孙成明, 赵飞, 袁艳

Feature extraction and recognition of non-resolved space object from space-based spectral data

Sun Cheng-Ming, Zhao Fei, Yuan Yan
PDF
导出引用
  • 天基空间目标观测时, 对于远距离目标, 通常只能得到一个点的相关信息, 包括目标的位置和灰度等, 损失了目标的材料、大小和状态等特征. 代表物体固有属性差异的光谱特性可作为目标特征提取与识别的一种重要手段. 从目标光谱特性的产生特点出发, 综合考虑目标的材料特性、结构特性、背景特性、轨道特性等因素, 建立了目标光谱特性的数学模型, 提出了基于光谱特性数学模型反演计算的目标特征提取与识别方法, 以环境一号卫星缩比模型为例, 进行了典型参数条件下的目标特征提取与识别实验验证, 实验结果验证了建模方法的正确性.
    The location and intensity of non-resolved space object can be obtained in space-based surveillance, however, the material, size, and status of the object are lost. Spectrum represents the inherent property difference of the object, which can be used as an important means for feature extraction and recognition of non-resolved space object. According to the influence factors, including material, structure, background and orbit, a mathematical model for spectral properties of space object is established. Based on the model, inverse calculation method for feature extraction and recognition of space object is proposed. Taking the HuanJing-1 satellite scale model as an example, experimental verification for feature extraction and recognition of space object in typical parameters is made. Experimental results demonstrate the validity of the modeling method.
    • 基金项目: 国家自然科学基金青年科学基金(批准号: 61308101)和教育部长江学者和创新团队发展计划(批准号: IRT0705)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the Young Scientists Fund of the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 61308101), and the Program for Changjiang Scholars and Innovative Research Team in University of Ministry of Education of China (Grant No. IRT0705).
    [1]

    Zhou Y P, Shu R, Tao K Y, Guo S 2007 Opt. Tech. 33 68 (in Chinese) [周彦平, 舒锐, 陶坤宇, 郭松 2007 光学技术 33 68]

    [2]

    Ryan E V, Ryan W H 2007 Proc. Adv. Maui Opt. Space Surveillance Technol. Conf. Hawaii, September 12-15 2007

    [3]

    Alcala C M, Brown J H 2009 Proc. Adv. Maui Opt. Space Surveillance Technol. Conf. Hawaii, September 1-4 2009

    [4]

    Nishimoto D, Archambeault D, Gerwe D, Kervin P 2010 Proc. Adv. Maui Opt. Space Surveillance Technol. Conf. Hawaii, September 14-17 2010

    [5]

    Zhang H, Peng Q M, Lv W X, Li J, Hu X H 2009 J. Syst. Simul. 21 418 (in Chinese) [张衡, 彭启民, 吕文先, 黎俊, 胡晓惠 2009 系统仿真学报 21 418]

    [6]

    Diao H F, Li Z 2010 J. Acad. Equip. Comm. Technol. 21 55 (in Chinese) [刁华飞, 李智 2010 装备指挥技术学院学报 21 55]

    [7]

    Tang Y J, Jiang X J, Lu X M, Wei J Y, Hu J Y 2010 Acta Opt. Sin. 30 763 (in Chinese) [唐轶俊, 姜晓军, 卢晓猛, 魏建彦, 胡景耀 2010 光学学报 30 763]

    [8]

    Zhang X 2010 Infrared Technol. 32 717 (in Chinese) [张翔 2010 红外技术 32 717]

    [9]

    Zhu H F, Han J T, Jiang W D, Chen Z P 2005 Optoelectron. Technol. 25 16 (in Chinese) [朱海峰, 韩建涛, 姜卫东, 陈曾平 2005 光电子技术 25 16]

    [10]

    Nicodemus F E 1965 Appl. Opt. 4 767

    [11]

    Wang R, Guo L X, Ma J, Wu Z S 2009 Chin. Phys. B 18 1503

    [12]

    Wang A Q, Guo L X, Chai C 2011 Chin. Phys. B 20 050201

    [13]

    Sun C M, Yuan Y, Zhang X B 2010 Acta Phys. Sin. 59 7523 (in Chinese) [孙成明, 袁艳, 张修宝 2010 物理学报 59 7523]

    [14]

    Yuan Y, Sun C M, Huang F Z, Zhao H J, Wang Q 2011 Acta Phys. Sin. 60 089501 (in Chinese) [袁艳, 孙成明, 黄锋振, 赵慧洁, 王潜 2011 物理学报 60 089501]

    [15]

    Xu S X 2011 Ph. D. Dissertation (Nanjing: Nanjing University of Science and Technology) (in Chinese) [徐实学 2011 博士学位论文 (南京: 南京理工大学)]

    [16]

    Liu Y Y, Lv Q B, Zeng X R, Huang M, Xiangli B 2013 Acta Phys. Sin. 62 060203 (in Chinese) [刘扬阳, 吕群波, 曾晓茹, 黄旻, 相里斌 2013 物理学报 62 060203]

  • [1]

    Zhou Y P, Shu R, Tao K Y, Guo S 2007 Opt. Tech. 33 68 (in Chinese) [周彦平, 舒锐, 陶坤宇, 郭松 2007 光学技术 33 68]

    [2]

    Ryan E V, Ryan W H 2007 Proc. Adv. Maui Opt. Space Surveillance Technol. Conf. Hawaii, September 12-15 2007

    [3]

    Alcala C M, Brown J H 2009 Proc. Adv. Maui Opt. Space Surveillance Technol. Conf. Hawaii, September 1-4 2009

    [4]

    Nishimoto D, Archambeault D, Gerwe D, Kervin P 2010 Proc. Adv. Maui Opt. Space Surveillance Technol. Conf. Hawaii, September 14-17 2010

    [5]

    Zhang H, Peng Q M, Lv W X, Li J, Hu X H 2009 J. Syst. Simul. 21 418 (in Chinese) [张衡, 彭启民, 吕文先, 黎俊, 胡晓惠 2009 系统仿真学报 21 418]

    [6]

    Diao H F, Li Z 2010 J. Acad. Equip. Comm. Technol. 21 55 (in Chinese) [刁华飞, 李智 2010 装备指挥技术学院学报 21 55]

    [7]

    Tang Y J, Jiang X J, Lu X M, Wei J Y, Hu J Y 2010 Acta Opt. Sin. 30 763 (in Chinese) [唐轶俊, 姜晓军, 卢晓猛, 魏建彦, 胡景耀 2010 光学学报 30 763]

    [8]

    Zhang X 2010 Infrared Technol. 32 717 (in Chinese) [张翔 2010 红外技术 32 717]

    [9]

    Zhu H F, Han J T, Jiang W D, Chen Z P 2005 Optoelectron. Technol. 25 16 (in Chinese) [朱海峰, 韩建涛, 姜卫东, 陈曾平 2005 光电子技术 25 16]

    [10]

    Nicodemus F E 1965 Appl. Opt. 4 767

    [11]

    Wang R, Guo L X, Ma J, Wu Z S 2009 Chin. Phys. B 18 1503

    [12]

    Wang A Q, Guo L X, Chai C 2011 Chin. Phys. B 20 050201

    [13]

    Sun C M, Yuan Y, Zhang X B 2010 Acta Phys. Sin. 59 7523 (in Chinese) [孙成明, 袁艳, 张修宝 2010 物理学报 59 7523]

    [14]

    Yuan Y, Sun C M, Huang F Z, Zhao H J, Wang Q 2011 Acta Phys. Sin. 60 089501 (in Chinese) [袁艳, 孙成明, 黄锋振, 赵慧洁, 王潜 2011 物理学报 60 089501]

    [15]

    Xu S X 2011 Ph. D. Dissertation (Nanjing: Nanjing University of Science and Technology) (in Chinese) [徐实学 2011 博士学位论文 (南京: 南京理工大学)]

    [16]

    Liu Y Y, Lv Q B, Zeng X R, Huang M, Xiangli B 2013 Acta Phys. Sin. 62 060203 (in Chinese) [刘扬阳, 吕群波, 曾晓茹, 黄旻, 相里斌 2013 物理学报 62 060203]

  • [1] 彭婕, 张嗣杰, 王苛, DoveMartin. 经式8-羟基喹啉铝的光谱与激发性质密度泛函. 物理学报, 2020, 69(2): 023101. doi: 10.7498/aps.69.20191453
    [2] 谭凡教, 苏金宇, 侯晴宇, 王佳轩, 王一惠. 基于时谱信号分析的在轨空间目标姿态感知. 物理学报, 2020, 69(21): 214201. doi: 10.7498/aps.69.20200098
    [3] 李世雄, 张正平, 隆正文, 秦水介. 硼球烯B40在外电场下的基态性质和光谱特性. 物理学报, 2017, 66(10): 103102. doi: 10.7498/aps.66.103102
    [4] 侯晴宇, 巩晋南, 樊志鹏, 王一惠. 在轨空间目标光学特性宏观表征模型的反演重构. 物理学报, 2017, 66(15): 154201. doi: 10.7498/aps.66.154201
    [5] 江鹏, 毕卫红, 齐跃峰, 付兴虎, 武洋, 田朋飞. 光子晶体光纤重叠光栅理论模型与光谱特性研究. 物理学报, 2016, 65(20): 204208. doi: 10.7498/aps.65.204208
    [6] 吴永刚, 李世雄, 郝进欣, 徐梅, 孙光宇, 令狐荣锋. 外电场下CdSe的基态性质和光谱特性研究. 物理学报, 2015, 64(15): 153102. doi: 10.7498/aps.64.153102
    [7] 刘一客, 刘禹彤, 许向东, 闫微, 马淼, 朱宏钊, 马春前, 邹蕊矫, 丁廉, 罗梦佳. 棕树叶的形貌、成分及光谱特性研究. 物理学报, 2015, 64(6): 068701. doi: 10.7498/aps.64.068701
    [8] 孙兰君, 田兆硕, 任秀云, 张延超, 付石友. 溢油海水双向反射分布函数的建模及仿真. 物理学报, 2014, 63(13): 134211. doi: 10.7498/aps.63.134211
    [9] 刘超, 裴丽, 李卓轩, 宁提纲, 高嵩, 康泽新, 孙将. 光纤布拉格光栅型全光纤声光调制器的特性研究. 物理学报, 2013, 62(3): 034208. doi: 10.7498/aps.62.034208
    [10] 朱元庆, 曲兴华, 张福民, 陶会荣. 实际加工表面红外激光散射特性的实验研究. 物理学报, 2013, 62(24): 244201. doi: 10.7498/aps.62.244201
    [11] 赵敏杰, 司福祺, 陆亦怀, 汪世美, 江宇, 周海金, 刘文清. 星载大气痕量气体差分吸收光谱仪定标系统中铝漫反射板实验测量研究. 物理学报, 2013, 62(24): 249301. doi: 10.7498/aps.62.249301
    [12] 刘自军, 杨旅云, 陈乔乔, 余阳, 戴能利, 李进延. 用于可见照明的超宽带黄色荧光玻璃. 物理学报, 2012, 61(23): 237803. doi: 10.7498/aps.61.237803
    [13] 王森, 周亚训, 戴世勋, 王训四, 沈祥, 陈飞飞, 徐星辰. Er3+/Ce3+共掺碲铋酸盐玻璃的制备及光谱特性提高研究. 物理学报, 2012, 61(10): 107802. doi: 10.7498/aps.61.107802
    [14] 刘辉, 杨俊安, 王一. 基于流形学习的声目标特征提取方法研究. 物理学报, 2011, 60(7): 074302. doi: 10.7498/aps.60.074302
    [15] 袁艳, 孙成明, 黄锋振, 赵慧洁, 王潜. 深空背景下空间目标紫外特性建模方法研究. 物理学报, 2011, 60(8): 089501. doi: 10.7498/aps.60.089501
    [16] 曾祥楷, 饶云江. Bragg光纤光栅傅里叶模式耦合理论. 物理学报, 2010, 59(12): 8597-8606. doi: 10.7498/aps.59.8597
    [17] 孙成明, 袁艳, 张修宝. 深空背景下空间目标红外特性建模方法研究. 物理学报, 2010, 59(10): 7523-7530. doi: 10.7498/aps.59.7523
    [18] 袁艳, 孙成明, 张修宝. 空间目标表面材料光谱双向反射分布函数测量与建模. 物理学报, 2010, 59(3): 2097-2103. doi: 10.7498/aps.59.2097
    [19] 宫彦军, 吴振森. 转动圆柱和圆锥的激光距离多普勒像分析模型. 物理学报, 2009, 58(9): 6227-6235. doi: 10.7498/aps.58.6227
    [20] 张 艳, 文 侨, 张 彬. 部分相干平顶光束在线性增益(损耗)介质中的光谱特性. 物理学报, 2006, 55(9): 4962-4967. doi: 10.7498/aps.55.4962
计量
  • 文章访问数:  3865
  • PDF下载量:  402
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2014-08-15
  • 修回日期:  2014-09-17
  • 刊出日期:  2015-02-05

基于光谱的天基空间点目标特征提取与识别

  • 1. 中国科学院光电研究院, 北京 100094;
  • 2. 北京航空航天大学, 精密光机电一体化技术教育部重点实验室, 北京 100191
    基金项目: 国家自然科学基金青年科学基金(批准号: 61308101)和教育部长江学者和创新团队发展计划(批准号: IRT0705)资助的课题.

摘要: 天基空间目标观测时, 对于远距离目标, 通常只能得到一个点的相关信息, 包括目标的位置和灰度等, 损失了目标的材料、大小和状态等特征. 代表物体固有属性差异的光谱特性可作为目标特征提取与识别的一种重要手段. 从目标光谱特性的产生特点出发, 综合考虑目标的材料特性、结构特性、背景特性、轨道特性等因素, 建立了目标光谱特性的数学模型, 提出了基于光谱特性数学模型反演计算的目标特征提取与识别方法, 以环境一号卫星缩比模型为例, 进行了典型参数条件下的目标特征提取与识别实验验证, 实验结果验证了建模方法的正确性.

English Abstract

参考文献 (16)

目录

    /

    返回文章
    返回