[发明专利]一种空间运动目标的三维重建模型建立方法及装置

说明书

本发明公开了一种空间运动目标的三维重建模型建立方法及装置，获取空间碎片或失效卫星的空间单目图像序列；采用训练好的生成对抗网络训练空间单目图像序列，以消除空间单目图像序列中每个空间单目图像的耀光和阴影，并生成第一图像序列；通过尺度不变特征变换方法提取第一图像序列中每个图像与其它图像之间的特征值匹配关系；根据特征值匹配关系建立空间碎片或失效卫星的三维模型稀疏点云；根据三维模型稀疏点云生成三维模型网格模型，并依次对三维模型网格模型进行网格滤波和纹理化处理，得到空间碎片或失效卫星的三维重建模型；本申请可以解决根据空间单目图像序列重建空间运动目标的三维重建模型时三维重建模型失真的问题。

【技术领域】

本发明属于宇宙空间中运动目标三维重建技术领域，尤其涉及一种空间运动目标的三维重建模型建立方法。

【背景技术】

在航天任务中，通常需要对卫星或空间站装置进行在轨服务，如空间站的对接、失效卫星的回收和空间碎片的清除等。随着世界各国航天技术的发展，到目前为止，人类发射的航天器已经超过6000个，而这些航天器只有很少一部分进入到大气层中自行销毁，绝大多数卫星或其他人造天体依然作为太空垃圾滞留在太空轨道中。

现有的清除太空垃圾的方式一般是采用子母卫星对目标进行清除，但是，利用较大的卫星对空间碎片或失效卫星进行清除时，会涉及到燃料供给、轨道变换等问题，会浪费大量的能源和时间。因此，先利用子卫星对空间碎片或者失效卫星进行预先观测获取图像，再根据观测信息进行重构，以为下一步母卫星对空间碎片的清除或失效卫星的回收提供先验信息。

但是，由于预先观测获取的图像会受目标材料以及空间环境的影响，在重构过程中会导致重建模型失真，降低重建模型的精确度，进而影响空间碎片的清除以及失效卫星的回收计划。

【发明内容】

本发明的目的是提供一种空间运动目标的三维重建模型建立方法及装置，以解决根据空间单目图像序列重建空间运动目标的三维重建模型时三维重建模型失真的问题。

本发明采用以下技术方案：一种空间运动目标的三维重建模型建立方法，包括：

获取空间碎片或失效卫星的空间单目图像序列；

采用训练好的生成对抗网络训练空间单目图像序列，以消除空间单目图像序列中每个空间单目图像的耀光和阴影，并生成第一图像序列；

通过尺度不变特征变换方法提取第一图像序列中每个图像与其它图像之间的特征值匹配关系；

根据特征值匹配关系建立空间碎片或失效卫星的三维模型稀疏点云；

根据三维模型稀疏点云生成三维模型网格模型，并依次对三维模型网格模型进行网格滤波和纹理化处理，得到空间碎片或失效卫星的三维重建模型。

进一步地，得到空间碎片或失效卫星的三维重建模型后，还包括：

根据三维重建模型生成第二图像序列；其中，第二图像序列与空间单目图像序列中的图像相对应且数量相等，相对应为两个图像对空间碎片或失效卫星的拍摄角度相同；

计算第二图像序列中每个图像的缺损度；

当缺损度大于第一预设阈值时，获取空间单目图像序列中与第二图像序列中缺损图像对应的空间单目图像；

采用训练好的生成对抗网络对对应的空间单目图像进行修复，得到修复后的空间单目图像序列；

采用修复后的空间单目图像序列替换空间单目图像序列，继续执行。

进一步地，根据三维重建模型生成第二图像序列时，分别采用纯黑色背景和纯白色背景生成第二图像序列。

进一步地，第二图像序列中的每个图像的生成方法为：

确定二维图像的采样框；