一種深空探測(cè)器光學(xué)載荷配置方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種深空探測(cè)器光學(xué)載荷配置方法，具體步驟如下：創(chuàng)建探測(cè)器單元；創(chuàng)建星體表面環(huán)境單元；創(chuàng)建動(dòng)態(tài)光照單元；創(chuàng)建光學(xué)載荷可視化單元：在光學(xué)載荷成像模型中，載入探測(cè)器單元、星體表面環(huán)境單元及動(dòng)態(tài)光照單元，通過(guò)對(duì)探測(cè)器的位置姿態(tài)、星體表面環(huán)境參數(shù)、光照參數(shù)、光學(xué)載荷成像屬性交互式動(dòng)態(tài)設(shè)置和調(diào)整，獲得不同工況下光學(xué)載荷成像效果的圖像或視頻，同時(shí)跟蹤光學(xué)載荷視場(chǎng)遮擋情況和探測(cè)器星體表面陰影狀態(tài)，從而獲取最優(yōu)光學(xué)載荷成像屬性，并利用其進(jìn)行光學(xué)載荷配置。本發(fā)明對(duì)不同工況下的圖像或視頻進(jìn)行判斷，從而使得配置的光學(xué)載荷滿(mǎn)足在不同工況下的要求。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種深空探測(cè)器光學(xué)載荷配置方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于航天光學(xué)載荷【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種深空探測(cè)器光學(xué)載荷配置方法。
【背景技術(shù)】
[0002]為了保障深空探測(cè)任務(wù)的順利實(shí)施，確定探測(cè)器上光學(xué)載荷的成像效果和儀器配置種類(lèi)至關(guān)重要，所獲取的探測(cè)圖像受到的關(guān)注度很高，而預(yù)先分析光學(xué)載荷的成像效果和確定儀器配置，是獲取好的探測(cè)圖像的前提。
[0003]為了展現(xiàn)光學(xué)載荷的成像效果和確定儀器配置，需對(duì)星體表面狀態(tài)與探測(cè)器之間的相互影響以及光照情況，進(jìn)行全面考慮。在早期論證、方案設(shè)計(jì)階段，需要確定和分析各種光學(xué)載荷的成像效果和儀器配置，并較準(zhǔn)確地分析和評(píng)估探測(cè)器在不同著陸姿態(tài)、不同星體表面狀態(tài)和不同太陽(yáng)光照情況下對(duì)星體表面的可視化效果。通過(guò)探測(cè)器星體表面工作狀態(tài)可視化環(huán)境仿真分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)各種光學(xué)載荷的實(shí)際效果的預(yù)估，不僅能較準(zhǔn)確地評(píng)估探測(cè)器在星體表面工作時(shí)不同工況下的可視化效果，提高研制效率和設(shè)計(jì)水平、節(jié)約成本，還對(duì)飛行程序的準(zhǔn)確制定、故障應(yīng)對(duì)措施制定等方面具有重要意義。
[0004]目前用于深空探測(cè)器的光學(xué)載荷配置分析方法主要有:PROE軟件分析、maya、3Dmax軟件分析,純理論的光學(xué)成像計(jì)算分析，不能直觀(guān)、便捷、準(zhǔn)確地確定和分析光學(xué)載荷的儀器配置和成像效果。
[0005]目前國(guó)外已有的深空探測(cè)器，主要類(lèi)型包括用于軌道環(huán)繞探測(cè)的衛(wèi)星，用于星體表面巡視或就位探測(cè)任務(wù)的探測(cè)器。這些仿真分析方法主要存在以下不足之處:
[0006](I)ProE軟件分析方法。在探測(cè)器構(gòu)型布局的三維仿真基礎(chǔ)上，簡(jiǎn)單分析光學(xué)載荷的安裝位置，不能準(zhǔn)確地分析光學(xué)載荷的視場(chǎng)遮擋情況和成像效果，以及不同著陸姿態(tài)、不同星體表面狀態(tài)和不同太陽(yáng)光照情況下的可視化效果。
[0007](2 )maya、3Dmax軟件分析方法。在已確定光學(xué)載荷成像參數(shù)和安裝布局的前提下，進(jìn)行特定的著陸姿態(tài)、特定的星體表面狀態(tài)和特定的太陽(yáng)光照情況下的光學(xué)載荷可視化效果仿真，不能連續(xù)、直觀(guān)分析不同著陸姿態(tài)、不同星體表面狀態(tài)和不同太陽(yáng)光照情況下光學(xué)載荷的成像效果，可交互性差。此外，在分析過(guò)程中，對(duì)深空探測(cè)器和星體表面環(huán)境需重新建模，建模時(shí)間長(zhǎng)，操作冗余、復(fù)雜。
[0008](3)純理論的光學(xué)成像計(jì)算分析方法。只能分析光學(xué)載荷自身的成像參數(shù)和成像效果，而不能直觀(guān)、準(zhǔn)確地分析光學(xué)載荷的安裝布局、不同著陸姿態(tài)、不同星體表面狀態(tài)和不同太陽(yáng)光照情況下的可視化效果。
[0009]為了同時(shí)實(shí)現(xiàn)直觀(guān)、便捷、準(zhǔn)確地確定和分析光學(xué)載荷的儀器配置和成像效果，以及評(píng)估探測(cè)器在不同著陸姿態(tài)、不同星體表面狀態(tài)和不同太陽(yáng)光照情況下對(duì)星體表面的可視化效果，確定深空探測(cè)器所搭載光學(xué)載荷的數(shù)量、安裝位置、成像性能等儀器配置參數(shù)的要求，因此需要一種新形式的深空探測(cè)器光學(xué)載荷配置方法。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的是為了克服基于ProE軟件分析安裝位置，光學(xué)載荷成像效果和可視化效果不直觀(guān)，基于maya、3DmaX等軟件交互性差，還需重新對(duì)深空探測(cè)器和星體表面環(huán)境建模的復(fù)雜性、冗余以及操作的繁瑣，基于純理論的光學(xué)成像計(jì)算分析不能直觀(guān)分析光學(xué)載荷的安裝位置和著陸姿態(tài)、星體表面環(huán)境、光照條件對(duì)其的影響因素等缺點(diǎn)，為確定深空探測(cè)器所搭載光學(xué)載荷的數(shù)量、安裝位置、成像性能等儀器配置參數(shù)，以最小的資源代價(jià)實(shí)現(xiàn)最佳成像效果和最大范圍的可視化效果，提出一種深空探測(cè)器光學(xué)載荷配置方法。
[0011]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0012]一種深空探測(cè)器光學(xué)載荷配置方法，具體步驟如下:
[0013]步驟一，創(chuàng)建探測(cè)器單元:導(dǎo)入探測(cè)器三維模型、模型輕量化處理、設(shè)置探測(cè)器模型材質(zhì)屬性、設(shè)置探測(cè)器模型機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)屬性；
[0014]步驟二，創(chuàng)建星體表面環(huán)境單元:星體表面地形隨機(jī)生成、星體表面典型地貌特征附加；
[0015]步驟三，創(chuàng)建動(dòng)態(tài)光照單元:設(shè)置太陽(yáng)高度角、方位角屬性；
[0016]步驟四，創(chuàng)建光學(xué)載荷可視化單元:在光學(xué)載荷成像模型中，載入探測(cè)器單元、星體表面環(huán)境三維模型及動(dòng)態(tài)光照單元，通過(guò)對(duì)探測(cè)器的位置姿態(tài)參數(shù)、星體表面環(huán)境參數(shù)、光照參數(shù)、光學(xué)載荷成像屬性交互式動(dòng)態(tài)設(shè)置和調(diào)整，獲得不同工況下光學(xué)載荷成像效果的圖像或視頻，同時(shí)跟蹤光學(xué)載荷視場(chǎng)遮擋情況和探測(cè)器星體表面陰影狀態(tài)，從而獲取最優(yōu)光學(xué)載荷成像屬性，并利用其進(jìn)行光學(xué)載荷配置；具體的過(guò)程為:
[0017](I)從星體表面環(huán)境單元中選取星體表面場(chǎng)景，將所選的星體表面場(chǎng)景、動(dòng)態(tài)光照單元及探測(cè)器單元導(dǎo)入到光學(xué)載荷可視化單元中；
[0018](2)在光學(xué)載荷可視化單元中設(shè)置初始光學(xué)載荷成像屬性；具體包括如下步驟:
[0019]i)從任務(wù)需求出發(fā)，根據(jù)任務(wù)的關(guān)鍵點(diǎn)和關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對(duì)任務(wù)需求進(jìn)行細(xì)化，分解成任務(wù)的具體觀(guān)測(cè)目標(biāo)；
[0020]ii)設(shè)定初始探測(cè)器著陸姿態(tài)為標(biāo)稱(chēng)姿態(tài)，初始星體表面環(huán)境為水平面，初始光照條件為在軌飛行中的標(biāo)稱(chēng)狀態(tài)，以最小的資源代價(jià)實(shí)現(xiàn)最佳成像效果和最大范圍的可視化效果的原則，初步確定光學(xué)載荷的數(shù)量及其每個(gè)光學(xué)載荷觀(guān)測(cè)的觀(guān)測(cè)目標(biāo)；
[0021]iii)考慮觀(guān)測(cè)目標(biāo)的位置，使光學(xué)載荷順光成像，結(jié)合光學(xué)載荷視場(chǎng)角和成像距離，獲取光學(xué)載荷成像屬性的初始參數(shù)，所述成像屬性包括光學(xué)載荷的數(shù)量、光學(xué)載荷的位置信息、視場(chǎng)角、焦距、有效像元素、成像距離、MTF及幀頻，其中所述位置信息包括安裝部位、俯仰角和偏航角；
[0022](3)基于設(shè)置的成像屬性，在選定的星體表面場(chǎng)景下對(duì)探測(cè)器的三維模型進(jìn)行渲染，獲取光學(xué)載荷成像效果的圖像或視頻；
[0023](4)更新選定的探測(cè)器著陸姿態(tài)參數(shù)、星體表面環(huán)境參數(shù)和光照參數(shù)，獲得不同工況下光學(xué)載荷成像效果的圖像或視頻，所述探測(cè)器著陸姿態(tài)參數(shù)包括著陸器姿態(tài)偏差角和著陸腿壓縮量，所述星體表面環(huán)境參數(shù)包括坑的尺寸和位置、石塊的尺寸和位置、斜坡的坡度和方向、平地的尺寸、山包的尺寸、凹地的尺寸，所述光照參數(shù)包括太陽(yáng)高度角和方位角；
[0024](5)根據(jù)光學(xué)載荷視場(chǎng)遮擋情況和探測(cè)器星體表面陰影狀態(tài)，判斷當(dāng)前設(shè)定光學(xué)載荷成像屬性所對(duì)應(yīng)的圖形或視頻是否滿(mǎn)足要求，若是則輸出此時(shí)設(shè)定的光學(xué)載荷成像屬性，否則，更新當(dāng)前設(shè)置的光學(xué)載荷成像屬性，并重復(fù)(3)?(5)，直到輸出的光學(xué)載荷成像效果的圖像或視頻滿(mǎn)足任務(wù)需求為止；
[0025](6)根據(jù)輸出的光學(xué)載荷屬性對(duì)探測(cè)器上的光學(xué)載荷進(jìn)行配置。
[0026]進(jìn)一步地，本發(fā)明更新當(dāng)前設(shè)置的光學(xué)載荷成像屬性的方式為:若預(yù)定觀(guān)測(cè)目標(biāo)未完整出現(xiàn)在圖像上，則增大視場(chǎng)角、縮小焦距或增加成像距離。
[0027]進(jìn)一步地，本發(fā)明更新當(dāng)前設(shè)置的光學(xué)載荷成像屬性的方式為:若呈現(xiàn)在圖像上的預(yù)定觀(guān)測(cè)目標(biāo)被遮擋，則改變光學(xué)載荷的安裝部位、俯仰角或偏航角。
[0028]進(jìn)一步地，本發(fā)明更新當(dāng)前設(shè)置的光學(xué)載荷成像屬性的方式為:若視頻中的預(yù)定觀(guān)測(cè)目標(biāo)運(yùn)動(dòng)不連貫，則調(diào)整幀頻參數(shù)。
[0029]有益效果:
[0030]本發(fā)明所給出的深空探測(cè)器光學(xué)載荷配置方法，具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0031](I)本發(fā)明由于對(duì)不同工況下的圖像或視頻進(jìn)行判斷，因此可準(zhǔn)確地分析和評(píng)估探測(cè)器在不同著陸姿態(tài)、不同星體表面狀態(tài)和不同太陽(yáng)光照情況下，光學(xué)載荷的可視化效果，從而使得配置的光學(xué)載荷滿(mǎn)足在不同工況下的要求。
[0032](2)本發(fā)明將成像屬性確定為光學(xué)載荷的數(shù)量、安裝位置信息等，因此利用本發(fā)明可綜合優(yōu)化深空探測(cè)器所搭載光學(xué)載荷的數(shù)量、安裝位置、成像性能等儀器配置參數(shù)。
[0033](3)本發(fā)明可利用在早期論證、方案設(shè)計(jì)階段，實(shí)現(xiàn)對(duì)各種光學(xué)載荷的實(shí)際效果的預(yù)估，提高研制效率和設(shè)計(jì)水平、節(jié)約成本，還對(duì)飛行程序的準(zhǔn)確制定、故障應(yīng)對(duì)措施制定等方面具有重要意義。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0034]圖1為本發(fā)明深空探測(cè)器光學(xué)載荷配置分析方法的流程圖。
[0035]圖2為舉例中光學(xué)載荷輸出靜態(tài)圖像的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0037]本發(fā)明深空探測(cè)器光學(xué)載荷配置方法，具體實(shí)現(xiàn)步驟如下:
[0038]步驟一，創(chuàng)建探測(cè)器單元:導(dǎo)入、添加探測(cè)器屬性。
[0039]a)探測(cè)器三維模型導(dǎo)入。導(dǎo)入Pro/E或其他CAD、外部文件格式定義的深空探測(cè)器模型；三維模型導(dǎo)入后，能夠產(chǎn)生產(chǎn)品裝配樹(shù)，并能采用交互手段標(biāo)記出相機(jī)模型，從而獲得光學(xué)載荷的安裝位置和布局信息。
[0040]b)模型輕量化。去除與光學(xué)載荷配置分析無(wú)關(guān)的設(shè)計(jì)信息，同時(shí)支持模型幾何和拓?fù)湫畔⒌臒o(wú)損壓縮與解壓，從而使得模型導(dǎo)入后的尺寸大幅度降低。
[0041]c)設(shè)置探測(cè)器模型材質(zhì)屬性(材質(zhì)的色彩、紋理、平滑度、透明度、反射率、折射率、發(fā)光度等)。為導(dǎo)入的三維模型附加渲染屬性。這些渲染屬性將會(huì)被后續(xù)光學(xué)載荷可視化單元所使用，以實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景的真實(shí)感渲染。
[0042]d)設(shè)置探測(cè)器模型機(jī)構(gòu)部件運(yùn)動(dòng)屬性。為導(dǎo)入的三維模型附加機(jī)構(gòu)部件運(yùn)動(dòng)屬性(機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)軌跡、運(yùn)動(dòng)速度、轉(zhuǎn)動(dòng)角度等參數(shù))。這些機(jī)構(gòu)部件運(yùn)動(dòng)屬性將會(huì)被后續(xù)光學(xué)載荷可視化單元所使用，實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)動(dòng)畫(huà)錄制。
[0043]e)探測(cè)器導(dǎo)出。將構(gòu)建探測(cè)器單元設(shè)計(jì)完成的結(jié)果保存為工程數(shù)據(jù)文件，可供構(gòu)建探測(cè)器單元自己重新裝入編輯，或由光學(xué)載荷可視化單元裝入使用進(jìn)行光學(xué)載荷可視化仿真分析。
[0044]步驟二，創(chuàng)建星體表面環(huán)境單元。
[0045]a)星體表面地形隨機(jī)生成。根據(jù)特定的星體表面傾斜度和粗糙度參數(shù)，自動(dòng)隨機(jī)生成一個(gè)初始的星體表面地形環(huán)境，可以進(jìn)行參數(shù)化控制和交互式調(diào)整，還可由光學(xué)載荷可視化單元裝入使用進(jìn)行光學(xué)載荷可視化仿真分析。
[0046]b)星體表面典型地貌特征附加。根據(jù)坑、石塊、平地、斜坡、山包、凹地等典型星體表面形貌環(huán)境的尺寸、坡度等參數(shù)的調(diào)整和設(shè)定，在初始出為可供光學(xué)載荷可視化單元載入的文件。星體表面地形環(huán)境上附加星體表面典型地貌特征。
[0047]c)星體表面環(huán)境三維模型導(dǎo)出。將星體表面環(huán)境編輯器已編輯好的星體表面環(huán)境導(dǎo)出。
[0048]步驟三，創(chuàng)建動(dòng)態(tài)光照單元。
[0049]a)設(shè)置太陽(yáng)高度角、方位角屬性。用交互方式定義，通過(guò)獲得的太陽(yáng)在星體表面上的位置，即經(jīng)度和緯度信息，得到太陽(yáng)高度角和方位角。
[0050]b)動(dòng)態(tài)光照導(dǎo)出。將太陽(yáng)高度角、方位角由光學(xué)載荷可視化單元裝入使用，進(jìn)行光學(xué)載荷可視化仿真分析，用于計(jì)算陰影在場(chǎng)景中的分布情況。
[0051 ] 步驟四，創(chuàng)建光學(xué)載荷可視化單元:在光學(xué)載荷成像模型中，載入探測(cè)器單元、星體表面環(huán)境及動(dòng)態(tài)光照單元，通過(guò)對(duì)探測(cè)器的位置姿態(tài)參數(shù)、星體表面環(huán)境參數(shù)、光照參數(shù)、光學(xué)載荷成像屬性等參數(shù)交互式動(dòng)態(tài)設(shè)置和調(diào)整，獲得不同工況下光學(xué)載荷成像效果的圖像或視頻，同時(shí)跟蹤光學(xué)載荷視場(chǎng)遮擋情況和探測(cè)器星體表面陰影狀態(tài)，從而獲取最優(yōu)光學(xué)載荷成像屬性，并利用其進(jìn)行光學(xué)載荷配置，獲取最優(yōu)光學(xué)載荷成像屬性，并利用其進(jìn)行光學(xué)載荷配置。
[0052](I)星體表面場(chǎng)景選取。從星體表面環(huán)境單元中選取星體表面場(chǎng)景,將星體表面環(huán)境單元導(dǎo)出選定的星體表面環(huán)境三維模型(含典型星體表面形貌環(huán)境特征)、探測(cè)器單元導(dǎo)出的探測(cè)器單元(含機(jī)構(gòu)部件運(yùn)動(dòng)定義、光學(xué)載荷的安裝位置信息)及動(dòng)態(tài)光照單元導(dǎo)出的動(dòng)態(tài)光照模型導(dǎo)入到光學(xué)載荷可視化單元進(jìn)行光學(xué)載荷可視化仿真分析。
[0053]例如:選取的星體表面環(huán)境為傾斜0°?15°月球坡面，探測(cè)器為月球著陸器(含在月球著陸器頂板上安裝的一臺(tái)光學(xué)載荷一相機(jī))。
[0054](2)設(shè)置初始光學(xué)載荷成像屬性。光學(xué)載荷屬性定義:光學(xué)載荷的數(shù)量、光學(xué)載荷的位置信息(安裝部位、俯仰角和偏航角)、視場(chǎng)角、焦距、有效像元素、成像距離、MTF、幀頻等性能參數(shù)進(jìn)行交互性控制。
[0055]i)從任務(wù)需求出發(fā)，對(duì)任務(wù)需求進(jìn)行細(xì)化和分解成任務(wù)觀(guān)測(cè)的關(guān)鍵點(diǎn)和關(guān)鍵環(huán)節(jié)，即具體的觀(guān)測(cè)目標(biāo)；
[0056]ii)設(shè)定探測(cè)器著陸姿態(tài)為標(biāo)稱(chēng)姿態(tài)，星體表面環(huán)境為水平面，光照條件為在軌飛行中的標(biāo)稱(chēng)狀態(tài)，結(jié)合探測(cè)器的構(gòu)型布局條件，同時(shí)考慮為探測(cè)器節(jié)省資源利用，以最小的資源代價(jià)實(shí)現(xiàn)最佳成像效果和最大范圍的可視化效果的原則(即在滿(mǎn)足任務(wù)要求的成像效果和可視化范圍的情況下，選用最小數(shù)量的光學(xué)載荷數(shù)量)，初步確定光學(xué)載荷的數(shù)量及其每個(gè)光學(xué)載荷觀(guān)測(cè)的具體觀(guān)測(cè)目標(biāo)；
[0057]iii)考慮觀(guān)測(cè)目標(biāo)的位置，光學(xué)載荷盡量順光成像，結(jié)合光學(xué)載荷視場(chǎng)角和成像距離因素，獲取光學(xué)載荷成像屬性的初始參數(shù)，包括光學(xué)載荷的安裝部位、俯仰角和偏航角的位置信息，視場(chǎng)角、焦距、有效像元素、成像距離、MTF及幀頻的成像性能參數(shù)。
[0058]例如:初始光學(xué)載荷的屬性設(shè)置如表1所示。
[0059]表1初始設(shè)定光學(xué)載荷的屬性參數(shù)表
【權(quán)利要求】
1.一種深空探測(cè)器光學(xué)載荷配置方法，其特征在于，具體步驟如下: 步驟一，創(chuàng)建探測(cè)器單元:導(dǎo)入探測(cè)器三維模型、模型輕量化處理、設(shè)置探測(cè)器模型材質(zhì)屬性、設(shè)置探測(cè)器模型機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)屬性； 步驟二，創(chuàng)建星體表面環(huán)境單元:星體表面地形隨機(jī)生成、星體表面典型地貌特征附加； 步驟三，創(chuàng)建動(dòng)態(tài)光照單元:設(shè)置太陽(yáng)高度角、方位角屬性； 步驟四，創(chuàng)建光學(xué)載荷可視化單元:在光學(xué)載荷成像模型中，載入探測(cè)器單元、星體表面環(huán)境單元及動(dòng)態(tài)光照單元，通過(guò)對(duì)探測(cè)器的位置姿態(tài)、星體表面環(huán)境參數(shù)、光照參數(shù)、光學(xué)載荷成像屬性交互式動(dòng)態(tài)設(shè)置和調(diào)整，獲得不同工況下光學(xué)載荷成像效果的圖像或視頻，同時(shí)跟蹤光學(xué)載荷視場(chǎng)遮擋情況和探測(cè)器星體表面陰影狀態(tài)，從而獲取最優(yōu)光學(xué)載荷成像屬性，并利用其進(jìn)行光學(xué)載荷配置；具體的過(guò)程為: (1)從星體表面環(huán)境單元中選取星體表面場(chǎng)景，將所選的星體表面場(chǎng)景、動(dòng)態(tài)光照單元及探測(cè)器單元導(dǎo)入到光學(xué)載荷可視化單元中； (2)在光學(xué)載荷可視化單元中設(shè)置初始光學(xué)載荷成像屬性；具體包括如下步驟: i)從任務(wù)需求出發(fā)，根據(jù)任務(wù)的關(guān)鍵點(diǎn)和關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對(duì)任務(wù)需求進(jìn)行細(xì)化，分解成任務(wù)的具體觀(guān)測(cè)目標(biāo)； ?)設(shè)定初始探測(cè)器 著陸姿態(tài)為標(biāo)稱(chēng)姿態(tài)，初始星體表面環(huán)境為水平面，初始光照條件為在軌飛行中的標(biāo)稱(chēng)狀態(tài)，以最小的資源代價(jià)實(shí)現(xiàn)最佳成像效果和最大范圍的可視化效果的原則，初步確定光學(xué)載荷的數(shù)量及其每個(gè)光學(xué)載荷的觀(guān)測(cè)目標(biāo)； iii)考慮觀(guān)測(cè)目標(biāo)的位置，使光學(xué)載荷順光成像，結(jié)合光學(xué)載荷視場(chǎng)角和成像距離，獲取光學(xué)載荷成像屬性的初始參數(shù)，所述成像屬性包括光學(xué)載荷的數(shù)量、光學(xué)載荷的位置信息、視場(chǎng)角、焦距、有效像元素、成像距離、MTF及幀頻，其中所述位置信息包括安裝部位、俯仰角和偏航角； (3)基于設(shè)置的成像屬性，在選定的星體表面場(chǎng)景下對(duì)探測(cè)器的三維模型進(jìn)行渲染，獲取光學(xué)載荷成像效果的圖像或視頻； (4)更新選定的探測(cè)器著陸姿態(tài)參數(shù)、星體表面環(huán)境參數(shù)和光照參數(shù)，獲得不同工況下光學(xué)載荷成像效果的圖像或視頻，所述探測(cè)器著陸姿態(tài)參數(shù)包括著陸器姿態(tài)偏差角和著陸腿壓縮量，所述星體表面環(huán)境參數(shù)包括坑的尺寸和位置、石塊的尺寸和位置、斜坡的坡度和方向、平地的尺寸、山包的尺寸、凹地的尺寸，所述光照參數(shù)包括太陽(yáng)高度角和方位角； (5)根據(jù)光學(xué)載荷視場(chǎng)遮擋情況和探測(cè)器星體表面陰影狀態(tài)，判斷當(dāng)前設(shè)定光學(xué)載荷成像屬性所對(duì)應(yīng)的圖形或視頻是否滿(mǎn)足要求，若是則輸出此時(shí)設(shè)定的光學(xué)載荷成像屬性，否則，更新當(dāng)前設(shè)置的光學(xué)載荷成像屬性，并重復(fù)步驟(3)~(5)，直到輸出的光學(xué)載荷成像效果的圖像或視頻滿(mǎn)足任務(wù)需求為止； (6)根據(jù)輸出的光學(xué)載荷屬性對(duì)探測(cè)器上的光學(xué)載荷進(jìn)行配置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述深空探測(cè)器光學(xué)載荷配置方法，其特征在于，所述更新當(dāng)前設(shè)置的光學(xué)載荷成像屬性的方式為:若預(yù)定觀(guān)測(cè)目標(biāo)未完整出現(xiàn)在圖像上，則增大視場(chǎng)角、縮小焦距或增加成像距離。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述深空探測(cè)器光學(xué)載荷配置方法，其特征在于，所述更新當(dāng)前設(shè)置的光學(xué)載荷成像屬性的方式為:若呈現(xiàn)在圖像上的預(yù)定觀(guān)測(cè)目標(biāo)被遮擋，則改變光學(xué)載荷的安裝部位、俯仰角或偏航角。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述深空探測(cè)器光學(xué)載荷配置方法，其特征在于，所述更新當(dāng)前設(shè)置的光學(xué)載荷成像屬性的方式為:若視頻中的預(yù)定觀(guān)測(cè)目標(biāo)運(yùn)動(dòng)不連貫，則調(diào)整幀頻參數(shù)。
【文檔編號(hào)】G06F17/50GK103942363SQ201410106464
【公開(kāi)日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2014年3月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月21日
【發(fā)明者】鄒昕, 鄧湘金, 張熇, 吳學(xué)英, 顧征 申請(qǐng)人:北京空間飛行器總體設(shè)計(jì)部