微光デブリの柔軟な検出方法の研究

微弱碎片灵活检测方法研究

基本信息

批准号：
26820374
负责人：
上津原正彦
金额：
$ 0.75万
依托单位：
The Institute of Statistical Mathematics
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-01 至 2015-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-26820374/
关键词：
スペースデブリ光学観測物体追跡

项目摘要

今後，CCDカメラと同等の感度で高フレームレートでの撮影が可能なCMOSカメラが，小惑星やスペースデブリといった移動天体の観測で活躍することが期待されている．従って地上の小口径の望遠鏡にとって，CMOSカメラとの組み合わせにより，移動天体の観測機会が今後増えていくことが期待される．このような状況を想定して，大量の時系列データが逐次得られる条件下で効果を発揮するベイズ統計的手法により，画像上を移動しながら微弱な光で写るスペースデブリ（微光デブリ）について，その位置や速度などの状態を逐次推定し追跡する方法について基礎検討を開始した．本年度は，Track-before-Detectという物体追跡方法を用いた，微光デブリの逐次追跡手法を提案した．画像上のデブリの位置は直接観測せずに輝度値のみを観測することで，デブリの位置を推定する数学モデルを設計した．この数学モデルをデブリ画像に対して実際に解くために，最適化手法により初期値の候補を狭め．数学モデルを解く粒子フィルリングという手法によりデブリの位置を逐次推定するアルゴリズムを提案した．単一の微光デブリが映っている時系列画像に対して提案手法を適用した結果，微光デブリに関する先見情報が欠けている場合においても微光デブリは追跡可能であることが明らかになった．今後，複数物体の追跡や物体の存在状況を判定する機能を追加し，更に複雑な条件における追跡能力を得るために本研究を発展させていく．

将来，可以以与CCD摄像头相同的敏感性以高框架速率拍摄的CMOS摄像机有望在观察移动小行星和空间碎片的观察中活跃。因此，对于地面上的小直径望远镜，可以通过与CMOS摄像机结合使用，未来的移动性观察机会将增加。假设存在这种情况，在可以获得大量时间序列数据的条件下有效的贝叶斯统计方法将提供一个空间碎片（微观碎片），其中在图像上移动时移动弱光。今年，我们使用称为“跟踪”的对象跟踪方法提出了一种微碎片的顺序跟踪方法。估计碎屑位置的数学模型是通过仅观察亮度值而无需直接观察碎屑在图像上的位置而设计的。为了实际解决碎片图像的数学模型，初始值的候选者通过优化方法范围缩小。我们提出了一种算法，该算法通过解决数学模型的粒子归档方法依次估算碎屑的位置。由于将建议方法应用于单个微碎片所示的时间序列图像，很明显，即使缺乏有关显微镜碎片的预科信息，也可以跟踪微晶状体碎片。将来，我们将添加一个函数来跟踪多个对象并确定对象的存在，并开发此研究以在复杂条件下获得跟踪能力。