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[发明专利]一种基于集群弹性分散的空间目标位姿测量方法-CN202310321740.4有效
发明人：王锋;路荣;张高鹏;陈卫宁;曹剑中;张海峰;董森;郭惠楠;梅超 -专利权人：中国科学院西安光学精密机械研究所
申请日： 2023-03-29 - 公布日： 2023-08-18 - 主分类号： G01C21/24 文献下载
摘要：本发明提供了一种基于集群弹性分散的空间目标位姿测量方法，用于解决现有空间目标位姿信息获取方法存在的目标大、造价高、感知视点及范围有限且对大型目标测量耗时长、任务响应速度慢、易受光照等环境因素影响的技术问题。本方法包括：通过微纳卫星的编队，获得多个视角的目标图像；提取多个视角的目标图像中稳定的特征点，进行高精度立体匹配；根据匹配结果得到立体匹配深度图，再根据视差原理重构特征点位置信息；通过三个特征点构建的空间目标坐标系Ow‑XwYwZw和追踪航天器坐标系Oc‑XcYcZc计算姿态变换矩阵，进而获得姿态角；本发明提供的空间目标位姿测量方法具有容错率及鲁棒性高、响应速度快、观测效能高、观测范围大的优点。
一种基于集群弹性分散空间目标测量方法

[发明专利]基于深度学习的空间目标位姿解算方法及计算机程序产品-CN202310331210.8在审
发明人：张高鹏;王锋;张广栋;杨秉青;路荣;陈卫宁;曹剑中;陈萍;张海峰;董森;郭惠楠;梅超 -专利权人：中国科学院西安光学精密机械研究所
申请日： 2023-03-30 - 公布日： 2023-06-30 - 主分类号： G06T7/70 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于深度学习的空间目标位姿解算方法及计算机程序产品，以为解决目前空间目标位姿测量时无通用模型，且太空环境下目标受光照不均匀，噪声干扰等导致的图像匹配误差大的技术问题。该方法包括：1、构建双目视觉系统，并构建BP神经网络；2、获取像素坐标集合和三维坐标集合；3、采用步骤2中的坐标集合对BP神经网络进行训练和测试，获得满足期望误差BP神经网络；4、采集目标卫星图像，获得当前目标点像素坐标集合与世界坐标系下的当前目标点三维坐标集合的对应关系；5、计算得到旋转矩阵R和平移向量；6、求解目标卫星的位姿信息。
基于深度学习空间目标位姿解算方法计算机程序产品

[发明专利]基于消失点一致性的空间相机在轨畸变系数标定方法、介质及设备-CN202310328361.8在审
发明人：张高鹏;王锋;张广栋;杨秉青;路荣;陈卫宁;曹剑中;陈萍;张海峰;董森;郭惠楠;梅超 -专利权人：中国科学院西安光学精密机械研究所
申请日： 2023-03-30 - 公布日： 2023-06-27 - 主分类号： G06T7/80 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于消失点一致性的空间相机在轨畸变系数标定方法、介质及设备，以解决空间环境下相机畸变系数在轨标定过程中，高精度靶标难以获取、标定实时性差等技术问题。该方法包括：1、获取目标航天器上太阳能帆板任意位置处的图像；2、在靠近图像的畸变中心处选取一个平行线组，提取平行线组上靠近畸变中心的角点，求最优消失点；3、提取同一平行线组上远离畸变中心的角点，求解畸变消失点，建立畸变系数求解目标函数；4、求解各个畸变系数，判断迭代是否收敛，若迭代收敛，则结束；若迭代不收敛，则执行步骤5；5、更新靠近畸变中心的角点和远离畸变中心的角点，直至迭代收敛，完成在轨畸变系数标定。
基于消失一致性空间相机畸变系数标定方法介质设备

[发明专利]一种连续变焦相机光轴平行性快速测量方法-CN202111349340.1有效
发明人：方尧;王华伟;刘庆;曹剑中 -专利权人：中国科学院西安光学精密机械研究所
申请日： 2021-11-15 - 公布日： 2023-05-02 - 主分类号： G01M11/02 文献下载
摘要：本发明涉及一种变焦相机，具体涉及一种连续变焦相机光轴平行性快速测量方法；解决变焦相机连续变焦时光轴平行性测试过程中，传统的方法通过人为多次发送指令，在几个抽样的焦距位置时人工判读的方法进行测量，且采样点少不能真实反映整个变焦过程光轴平行性的参数，存在自动化程度低、测量误差大、效率低的技术问题。本发明提供的一种连续变焦相机光轴平行性快速测量方法，实现在连续变焦过程中实时计算十字靶标中心与图像中心的偏差，并根据接收的焦距数据实时输出计算结果，在测试过程中实现自动化测量，大幅降低测试工作的复杂度，减小人为测试时的误差，既能提高测量精度又能提高批量检测效率。
一种连续变焦相机光轴平行快速测量方法

[发明专利]一种基于MSR的实时RGB图像增强方法-CN202010065348.4有效
发明人：王华;张德瑞;陈耀弘;曹剑中 -专利权人：中国科学院西安光学精密机械研究所
申请日： 2020-01-20 - 公布日： 2023-04-11 - 主分类号： G06T5/00 文献下载
摘要：本发明属于实时图像处理技术领域，具体涉及一种基于MSR的实时RGB图像增强方法。本发明方法可在FPGA硬件平台上实现MSR彩色图像增强算法，以对实时彩色图像做高质量的图像增强。该方法包括以下步骤：步骤一、建立查找表；步骤二、输入待处理数据；步骤三、图像增强；步骤四、图像数据映射；步骤五、图像数据输出。本发明方法通过两个尺度的Retinex算法在FPGA上实现实时图像增强算法，实现时采用小尺度σ＝1减小高斯模板和缓存数据的数量，采用大尺度σ＝300实现对算法进行优化；利用帧间图像的相关性进行近似从而避免了同一幅图像的反复迭代，从而使得算法进一步简化。
一种基于 msr 实时 rgb 图像增强方法

[发明专利]一种面阵测绘相机POS系统安置角标定方法-CN202111448105.X有效
发明人：常三三;曹剑中;杨洪涛;陈卫宁;李翔;方尧 -专利权人：中国科学院西安光学精密机械研究所
申请日： 2021-11-30 - 公布日： 2023-01-06 - 主分类号： G01C11/02 文献下载
摘要：本发明提供一种面阵测绘相机POS系统安置角标定方法，主要解决现有POS系统与面阵测绘相机的安置角标定存在标定成本较高、标定过程复杂的问题。本发明方法采用速率转台标定方式，将面阵测绘相机安装于精密速率转台，调节面阵测绘相机与精密速率转台的安装角，使面阵测绘相机水平轴平行于外方位水平轴，面阵测绘相机垂直轴平行于外方位旋转轴，分别按一定速率正反旋转水平轴及垂直轴，记录POS系统三轴陀螺仪输出的角速率，结合坐标旋转算法，可解算出面阵测绘相机与POS系统的安置角。
一种测绘相机 pos 系统安置标定方法

[发明专利]一种用于火箭回收的视觉测高测速方法、系统及存储介质-CN202211023125.7有效
发明人：张高鹏;梅超;张广栋;陈卫宁;曹剑中;张海峰;任龙 -专利权人：中国科学院西安光学精密机械研究所
申请日： 2022-08-25 - 公布日： 2022-12-27 - 主分类号： G01B11/06 文献下载
摘要：本发明涉及火箭高度测量领域，具体涉及一种用于火箭回收的视觉测高测速方法、系统及存储介质，克服现有测量方法存在的鲁棒性较低等问题。该方法以地面提前布置的靶标点为先验信息，通过对摄像装置成像视场内任意两个靶标进行成像，利用质心提取算法获取靶标质心信息，在此基础上，基于线性成像模型建立了火箭实时高度与靶标距离之间的约束方程，从而解得火箭的实时高度和速度信息。该方法具有算法简单、实时性强、具有良好的抗噪声干扰性能和鲁棒性等优点。
一种用于火箭回收视觉测高测速方法系统存储介质

[发明专利]一种基于非线性膨胀率卷积模块的目标检测系统及方法-CN202211054228.X在审
发明人：阮仲聆;曹剑中;梅超;常三三;任龙 -专利权人：中国科学院西安光学精密机械研究所
申请日： 2022-08-31 - 公布日： 2022-11-25 - 主分类号： G06V10/44 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于非线性膨胀率卷积模块的目标检测系统及方法，以解决目前基于特征金字塔结构的目标检测算法网络复杂、传播延迟较大、模型训练时间长，而导致运行速度与检测精度失衡的技术问题。该系统包括骨干网络、编码器模块、反馈连接单元及解耦头，骨干网络与编码器模块相接，编码器模块包括至少一个编码器且与反馈连接单元及解耦头相接，编码器包括标准卷积模块和非线性膨胀率卷积模块。该方法包括：1、反馈连接单元参数的权重优化；2、获取图像序列；3、骨干网络输出当前帧图像的特征图；4、经过非线性膨胀率卷积模块获取增强特征图；5、获取分类置信度和位置信息；6、返回步骤3，至图像序列检测完成。
一种基于非线性膨胀率卷积模块目标检测系统方法

[发明专利]紧凑型连续变焦光学系统-CN201710431087.1有效
发明人：曲锐;曹剑中;武力;梅超;彭建伟 -专利权人：西安中科飞图光电科技有限公司
申请日： 2017-06-08 - 公布日： 2022-11-08 - 主分类号： G02B15/167 文献下载
摘要：本发明属于光电技术领域，涉及一种摄影物镜光学系统，具体涉及一种紧凑型连续变焦光学系统。该光学系统包括由物面至焦面依次同轴设置的前固定镜组、变倍镜组、补偿镜组、光阑和后固定镜组。本发明在全变焦段范围内，均可实现高清成像，可实现大于20倍的连续变倍功能。在焦距连续变化的过程中，所有焦距中心视场及边缘视场均具有较好的成像质量。由变倍镜组和补偿镜组组成的变焦核，按设计给定的运动规律连续运动，在内变焦过程中始终在光轴上前后移动，变倍时光圈F数恒定不变，总长固定不变，质心变化较小，系统体积小，结构紧凑。
紧凑型连续变焦光学系统

[发明专利]航天器分离体相对位置和速度测量方法、系统及存储介质-CN202211023137.X在审
发明人：张高鹏;梅超;张广栋;陈卫宁;曹剑中;张海峰;任龙 -专利权人：中国科学院西安光学精密机械研究所
申请日： 2022-08-25 - 公布日： 2022-09-23 - 主分类号： G06V10/26 文献下载
摘要：本发明涉及一种航天器分离体相对位置和速度测量方法、系统及存储介质，克服现有测量方法存在的鲁棒性较低的问题，本发明方法以火箭、卫星等航天器分离体自身某些常见部件的若干几何特征为先验信息，对摄像装置成像视场内分离体进行成像。在此基础上，完成各帧图像的二值化处理。之后，采用基于掩膜的分水岭算法对二值化处理后的各帧图像进行分割，完成分离体特征的分割。之后，基于线性成像模型建立了每帧图像对应的分离体相对位置线性关系，进而得到航天器分离体的相对位置信息，在已知摄像装置帧频的情况下即可解得分离体相对速度信息。该方法具有算法简单、实时性强、具有良好的抗噪声干扰性能和鲁棒性等优点。
航天器分离相对位置速度测量方法系统存储介质

[发明专利]一种短波、长波红外双波段共焦面大相对孔径光学系统-CN201611074979.2有效
发明人：曲锐;杨洪涛;梅超;曹剑中 -专利权人：中国科学院西安光学精密机械研究所
申请日： 2016-11-29 - 公布日： 2022-05-20 - 主分类号： G02B13/14 文献下载
摘要：本发明提供一种采用材料较少、体积小巧、结构紧凑、并能有效消除双波段系统中波段间与波段内色差的大相对孔径光学系统。该光学系统包括从物侧到焦面依次排列固联的前固定镜组、光阑、中间固定镜组、后固定镜组和探测器；前固定镜组、光阑、中间固定镜组和后固定镜组的中心轴线同轴；所述前固定镜组具有正光焦度，包括在自物侧至焦面方向中心轴线上同轴依次排列的第一正透镜、第一负透镜和第二负透镜；中间固定镜组具有负的光焦度，包括自物侧至焦面方向中心轴线上同轴依次排列的第二正透镜和第三负透镜；光阑固定位在第三负透镜与第二正透镜之间；后固定镜组为第三正透镜。
一种短波长波红外波段共焦面大相对孔径光学系统

[发明专利]一种高精度可见光成像系统像面对接装置及方法-CN201710073800.X有效
发明人：李亚辉;武力;秦星;费嘉祺;曹剑中;杨洪涛 -专利权人：中国科学院西安光学精密机械研究所
申请日： 2017-02-10 - 公布日： 2022-05-20 - 主分类号： G03B43/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种高精度可见光成像系统像面对接装置及方法，应用于航空、航天领域光学成像系统的像面对接。该装置包括显示器和水平设置的光学导轨，光学导轨上依次安装有图像探测器、光学镜头和平行光管；图像探测器通过组合移动台与光学导轨相连；图像探测器包括朝向光学镜头的探测器焦平面，图像探测器与显示器相连；光学镜头通过组合移动台与光学导轨相连；平行光管通过平行光管支架与光学导轨相连；平行光管支架和组合移动台均可进行三维平动和转动。本发明能够一次性实现光学镜头光轴与图像探测器焦平面垂直度调整、光学镜头成像面与图像探测器焦平面重合度调整、光学镜头光轴与图像探测器焦平面中心法线重合度调整，像面对接效率高。
一种高精度可见光成像系统对接装置方法

[发明专利]一种具有外置入瞳的制冷型双视场红外光学系统-CN202110572763.3有效
发明人：曲锐;杨洪涛;曹剑中;陈卫宁 -专利权人：中国科学院西安光学精密机械研究所
申请日： 2021-05-25 - 公布日： 2022-05-10 - 主分类号： G02B13/14 文献下载
摘要：本发明提供一种具有外置入瞳的制冷型双视场红外光学系统，解决现有具有外置入瞳光学系统，要么不具有外置入瞳；要么无法适配制冷型红外探测器；要么不具备双视场变焦功能；要么结构复杂的问题。系统包括从依次设的前固定镜、变倍镜、后固定镜组、探测器窗口和冷阑；前固定镜光焦度为正；变倍镜光焦度为正，设变倍镜的焦距为f5，光学系统长焦端的焦距为fL，fL和f5满足以下条件式：0.7|fL/f5|3.7；后固定镜组光焦度为正，包括沿光线传输方向依次设的第一负透镜、第三正透镜和第二负透镜；变倍镜沿光轴方向前后移动，实现视场切换与离焦补偿，变倍镜移至光学系统一次像面像方侧，系统处于长焦位置；在变倍镜移至光学系统一次像面的物方侧，系统位于短焦位置。
一种具有外置制冷视场红外光学系统

[发明专利]一种紧凑型连续变焦光学系统-CN202110572765.2有效
发明人：曲锐;王华伟;曹剑中;郭惠楠 -专利权人：中国科学院西安光学精密机械研究所
申请日： 2021-05-25 - 公布日： 2022-05-10 - 主分类号： G02B15/14 文献下载
摘要：本发明提供了一种紧凑型连续变焦光学系统，解决现有连续变焦光学系统光学总长与小视场焦距的长焦大，无法实现小型化和大变倍比的问题。该系统沿光轴依次同轴设的前固定镜组、变倍镜组、光阑、中间固定镜组、补偿镜组、后固定镜组和滤光片；前固定镜组的光焦度为正；变倍镜组的光焦度为负，其包括从左至右依次排列的变倍前组和变倍后组，设变倍镜组的焦距为f7,变倍后组的焦距为f745，连续变焦光学系统的长焦端焦距为fL，f7、f745和fL满足以下条件式：35|fL/f7|74；0.7|f7/f745|1.2；中间固定镜组的光焦度为正；补偿镜组的光焦度为正；后固定镜组的光焦度为负；变倍镜组和补偿镜组可同步沿光轴方向前后移动，实现连续变焦。
一种紧凑型连续变焦光学系统

[发明专利]一种具有外置入瞳的连续变焦光学系统-CN202110572781.1有效
发明人：曲锐;郭惠楠;曹剑中;陈卫宁 -专利权人：中国科学院西安光学精密机械研究所
申请日： 2021-05-25 - 公布日： 2022-05-10 - 主分类号： G02B15/14 文献下载
摘要：本发明提供了一种具有外置入瞳的连续变焦光学系统，解决现有光学系统要么不具有外置入瞳；要么不具备内置光阑；要么系统结构复杂；要么不具备连续变焦功能；要么成像分辨率低的技术问题。该光学系统包括依次设的光焦度为正的前固定镜组、光焦度为负的变倍镜组、补偿镜组、光焦度为正的中继镜组、光阑和光焦度为正的后固定镜组；设变倍镜组焦距为f6，光学系统长焦位置焦距为fL，f6和fL满足以下条件式：10.2|fL/f4|23.6；补偿镜组光焦度为正，设补偿组在光学系统长焦位置的径向放大倍率为m5，m5满足以下的条件式：1.6|m5|6.5；变倍镜组和补偿镜组同步沿光轴方向前后移动，实现连续变焦。
一种具有外置连续变焦光学系统

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