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一种航天器微小相机的视场覆盖增强方法

陈丽平,  顾征,  郑燕红,  李铁映,  金晟毅,  孙冠杰

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陈丽平, 顾征, 郑燕红, 李铁映, 金晟毅, 孙冠杰. 一种航天器微小相机的视场覆盖增强方法[J]. 红外与激光工程, 2020, 49(S1): 20200200. doi: 10.3788/IRLA20200200
引用本文: 陈丽平, 顾征, 郑燕红, 李铁映, 金晟毅, 孙冠杰. 一种航天器微小相机的视场覆盖增强方法[J]. 红外与激光工程, 2020, 49(S1): 20200200. doi: 10.3788/IRLA20200200
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Chen Liping, Gu Zheng, Zheng Yanhong, Li Tieying, Jin Shengyi, Sun Guanjie. Coverage-enhancing method for view of micro camera on spacecraft[J]. Infrared and Laser Engineering, 2020, 49(S1): 20200200. doi: 10.3788/IRLA20200200
Citation: Chen Liping, Gu Zheng, Zheng Yanhong, Li Tieying, Jin Shengyi, Sun Guanjie. Coverage-enhancing method for view of micro camera on spacecraft[J]. Infrared and Laser Engineering, 2020, 49(S1): 20200200. doi: 10.3788/IRLA20200200
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一种航天器微小相机的视场覆盖增强方法

doi: 10.3788/IRLA20200200

  • 1. 北京空间飞行器总体设计部, 北京 100094;

  • 2. 中国空间技术研究院, 北京 100094

基金项目: 

国家“探月工程”重大科技专项；中国航天科技集团青年拔尖人才基金；国家自然科学基金（61773383）

详细信息
    作者简介:

    陈丽平(1985-),男,工程师,硕士,主要从事航天器总体设计等方面的研究。Email:chenlipingzs@sina.com

    通讯作者: 顾征(1981-),男,研究员,博士,主要从事航天器总体设计等方面的研究。Email:cascgu@163.com

  • 中图分类号: V447+.1

Coverage-enhancing method for view of micro camera on spacecraft

  • 1. Beijing Institute of Spacecraft System Engineering, Beijing 100094, China;

  • 2. China Academy of Space Technology, Beijing 100094, China

  • 摘要: 随着航天器的组成及任务形式逐渐复杂，越来越多的航天器通过配置微小相机在轨实现关键目标及其动作过程的可视化遥测。针对航天器微小相机视场覆盖问题，建立了一种基于微小相机矩形视场的三维有向感知模型，可通过调整视场的俯仰角、偏航角和滚动角改变微小相机的感知方向及视场覆盖区域，同时制定了空间点覆盖判定准则，然后采用遗传算法优化相机安装位置及其视场的俯仰角、偏航角和滚动角实现目标运动空间区域的覆盖增强，并将其应用到月面采样空间区域的视场覆盖优化过程，仿真结果表明该方法能够有效提高微小相机视场对目标运动空间区域的覆盖率。
    Abstract: With the composition and task form of spacecraft becoming more and more complex, more and more spacecraft were equipped with micro camera to realize visual telemetry of key objectives and their acting process in orbit. A three-dimension directed perception model based on rectangle view of micro camera was proposed for the view coverage problem of micro camera on spacecraft in this article, where pitch angle,yaw angle and roll angle of view could be adjusted to change sensing direction and view coverage area of camera. The criterion for spatial point coverage was established simultaneously. Then, genetic algorithm was used to optimize the installation site of cameras and pitch angle,yaw angle and roll angle of their view in order to achieve the coverage enhancement of the target motion space area. The proposed method was applied to optimize view coverage of lunar surface sampling space area. Computer simulating results show an effective performance of the proposed method for improving coverage ratio by view of micro camera.
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-05-15
  • 修回日期:  2020-06-11
  • 刊出日期:  2020-09-22

一种航天器微小相机的视场覆盖增强方法

doi: 10.3788/IRLA20200200
  • 1. 北京空间飞行器总体设计部, 北京 100094;
  • 2. 中国空间技术研究院, 北京 100094
    • 作者简介:

    陈丽平(1985-),男,工程师,硕士,主要从事航天器总体设计等方面的研究。Email:chenlipingzs@sina.com

    通讯作者: 顾征(1981-),男,研究员,博士,主要从事航天器总体设计等方面的研究。Email:cascgu@163.com
  • 收稿日期: 2020-05-15
  • 修回日期: 2020-06-11
  • 刊出日期: 2020-09-22
基金项目:

国家“探月工程”重大科技专项；中国航天科技集团青年拔尖人才基金；国家自然科学基金（61773383）

  • 中图分类号: V447+.1

摘要: 随着航天器的组成及任务形式逐渐复杂，越来越多的航天器通过配置微小相机在轨实现关键目标及其动作过程的可视化遥测。针对航天器微小相机视场覆盖问题，建立了一种基于微小相机矩形视场的三维有向感知模型，可通过调整视场的俯仰角、偏航角和滚动角改变微小相机的感知方向及视场覆盖区域，同时制定了空间点覆盖判定准则，然后采用遗传算法优化相机安装位置及其视场的俯仰角、偏航角和滚动角实现目标运动空间区域的覆盖增强，并将其应用到月面采样空间区域的视场覆盖优化过程，仿真结果表明该方法能够有效提高微小相机视场对目标运动空间区域的覆盖率。

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