【技术实现步骤摘要】
本申请属于地面综合测试、有效载荷点云重建、虚拟化测试领域，具体涉及一种面向地面综合测试场景的有效载荷点云重建系统及方法。
技术介绍
1、随着航天任务数量的显著增加以及探测器联合探测任务复杂程度的增长，地面综合测试在航天领域中的重要性日益突显。地面综合测试旨在验证和评估航天器在地面环境下的各项性能，其中包括对有效载荷功能和性能的全面测试评估。
2、然而，传统的地面综合测试方法存在一些局限性：
3、首先，地面综合测试环境的复杂性导致在多载荷联合测试过程容易受到外界环境因素的影响，例如温度、湿度等，从而造成测试结果误差。
4、其次，人为因素的干扰也可能影响测试结果的准确性和可靠性，例如实验人员的技能水平和主观判断等。
技术实现思路
1、本申请的目的在于克服现有技术容易受到外界环境和人为因素因素的影响，降低测试结果的准确性和可靠性的缺陷。
2、为了实现上述目的，本申请提出了一种面向地面综合测试场景的有效载荷点云重建系统，其特征在于，所述系统包括：
3、图像数据采集模块，用于从传感器中获取有效载荷的原始图像数据；
4、图像数据预处理模块，用于对采集到的原始图像数据进行预处理，预处理过程包括：图像去噪、调整颜色和亮度、图像增强、调整分辨率和图像裁剪；
5、图像数据点云生成模块，用于将经过预处理的二维图像数据转换为三维点云数据；和
6、三维虚拟空间构建模块，用于将生成的三维点云数据整合到三维虚拟环境中
7、所述图像数据预处理模块包括：
8、图像去噪处理子模块，用于去除图像数据的采集过程中产生的噪声；
9、颜色和亮度调整子模块，用于将采集的图像的色调、饱和度和亮度调整到相同数值；
10、图像增强子模块，用于对采集的图像进行对比度增强和锐化处理，提高采集的图像的视觉效果和图像信息量；
11、分辨率调整子模块，用于将图像的分辨率调整至图像数据点云生成模块可以直接处理所需的数值；
12、图像裁剪子模块，用于去除采集的图像的不必要的背景和边缘部分。
13、作为上述系统的一种改进，所述图像裁剪子模块包括：
14、提取初步特征单元，用于提取图像的初步特征；
15、动态调整特征单元，用于利用动态特征金字塔数据结构，动态调整特征提取的层级和深度；
16、生成候选区域单元，用于基于动态调整特征单元提取的特征图，使用区域建议网络生成候选区域，对候选区域通过roialign进行裁剪；
17、自适应掩码融合单元，用于通过多个分支网络生成初步掩码，并对初步掩码进行融合；
18、损失计算单元，用于结合分类损失、边界框回归损失和掩码损失，通过多任务对损失函数进行优化。
19、作为上述系统的一种改进，所述图像裁剪子模块的处理过程包括：
20、提取初步特征单元基于resnet50网络提取初步特征图，通过动态调整特征单元进行多尺度特征提取，生成一系列多尺度特征图；
21、生成候选区域单元使用区域建议网络在多尺度特征图上生成候选区域，并利用roialign进行裁剪；
22、自适应掩码融合单元通过多个并行的掩码分支网络生成初步掩码，每个分支网络都接收裁剪后的候选区域特征，使用自适应掩码融合策略将各个掩码分支网络生成的初步掩码进行加权融合，生成最终的分割掩码；
23、损失计算单元计算总损失，包括分类损失、边界框回归损失和掩码损失，并通过反向传播进行参数更新。
24、作为上述系统的一种改进，所述图像数据点云生成模块的处理过程包括：
25、利用深度学习方法从预处理后的图像数据中提取关键的视觉特征；
26、将视觉特征进行融合，利用融合后的视觉信息，将二维图像数据转换为三维点云数据。
27、作为上述系统的一种改进，所述三维虚拟空间构建模块的处理过程包括：
28、通过数据融合、表面重建和纹理映射，将三维点云数据转换为连续的三维模型；
29、使用gpu加速渲染，将三维点云数据进行三维重建和动态展示。
30、作为上述系统的一种改进，所述系统还包括系统调度与管理模块，用于监控和分配系统资源，监测系统运行状态。
31、本申请还提供一种面向地面综合测试场景的有效载荷点云重建方法，基于上述系统实现，所述方法包括：
32、步骤1：从传感器中获取有效载荷的原始图像数据；
33、步骤2：对采集到的原始图像数据进行预处理，包括：图像去噪、调整颜色和亮度、图像增强、调整分辨率和图像裁剪；
34、步骤3：将经过预处理的二维图像数据转换为三维点云数据；
35、步骤4：将生成的三维点云数据整合到三维虚拟环境中。
36、与现有技术相比，本申请的优势在于：
37、1、为减少地面综合测试过程中引入的环境和人为因素误差，更有效地评估有效载荷，本专利技术通过将载荷重建到三维虚拟空间中，构建地面综合测试场景的对称虚拟场景，为搭建虚拟化测试平台奠定了坚实基础。通过实验验证，本申请提供的点云重建系统能够快速有效地将有效载荷重建至三维虚拟空间，为推动地面综合测试虚拟化测试平台的搭建提供了重要技术支持。
38、2、本申请首先介绍了面向地面综合测试场景的有效载荷点云重建系统的总体设计，包括硬件架构和软件模块的划分，随后详细描述了有效载荷图像数据的采集、预处理、点云生成及三维虚拟空间构建的关键技术和实现方法。重建结果表明，该系统能够保持图像原始细节和结构，生成的点云数据具有高精度和高密度，真实反映了有效载荷的三维结构和几何特征。本申请提供的系统对于提高航天任务的测试效率和准确性具有重要意义。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种面向地面综合测试场景的有效载荷点云重建系统，其特征在于，所述系统包括：
2.根据权利要求1所述的面向地面综合测试场景的有效载荷点云重建系统，其特征在于，所述图像裁剪子模块包括：
3.根据权利要求2所述的面向地面综合测试场景的有效载荷点云重建系统，其特征在于，所述图像裁剪子模块的处理过程包括：
4.根据权利要求1所述的面向地面综合测试场景的有效载荷点云重建系统，其特征在于，所述图像数据点云生成模块的处理过程包括：
5.根据权利要求1所述的面向地面综合测试场景的有效载荷点云重建系统，其特征在于，所述三维虚拟空间构建模块的处理过程包括：
6.根据权利要求1所述的面向地面综合测试场景的有效载荷点云重建系统，其特征在于，所述系统还包括系统调度与管理模块，用于监控和分配系统资源，监测系统运行状态。
7.一种面向地面综合测试场景的有效载荷点云重建方法，基于权利要求1-6任一所述系统实现，所述方法包括：
【技术特征摘要】
1.一种面向地面综合测试场景的有效载荷点云重建系统，其特征在于，所述系统包括：
2.根据权利要求1所述的面向地面综合测试场景的有效载荷点云重建系统，其特征在于，所述图像裁剪子模块包括：
3.根据权利要求2所述的面向地面综合测试场景的有效载荷点云重建系统，其特征在于，所述图像裁剪子模块的处理过程包括：
4.根据权利要求1所述的面向地面综合测试场景的有效载荷点云重建系统，其特征在于，所述图像数据点云生成模...
【专利技术属性】
技术研发人员：贾清玉，杨甲森，姚秀娟，王春梅，智佳，刘明洁，陈托，
申请(专利权)人：中国科学院国家空间科学中心，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。