基于太阳能帆板部件的空间非合作飞行器视觉位姿测量方法

【摘要】：针对无法在目标飞行器上布置合作标志器的问题,提出了一种利用矩形太阳能帆板部件测量空间非合作飞行器位姿的方法。该方法首先利用单相机在中远距离(200m-15m)对非合作飞行器成像,然后用基于矩形帆板的视觉特征设计的专用的特征提取算法自动完成矩形特征的选择与提取,最后根据矩形帆板的几何特征约束利用共面四点透视(P4P)算法或门形三线透视(P3L)算法解算目标位姿。与传统视觉位姿测量方法不同,该方法不需要在目标飞行器上布置合作标志器,更不需要人工干预,因此更适用于一般飞行器间的相对位姿测量。实验结果表明,该方法具有较好的鲁棒性,位置误差小于2.3%,姿态误差小于2°,满足对非合作飞行器进行跟踪、接近、绕飞等位姿测量要求。 【作者单位】： 中国科学院沈阳自动化研究所;中国科学院研究生院;中国科学院光电信息处理重点实验室;辽宁省图像理解与视觉计算重点实验室;
【关键词】： 非合作目标 典型部件 单目视觉 位姿测量
【基金】：国家自然科学基金(51005229)资助项目
【分类号】：V448.22
【正文快照】： 空间任务主要包括在轨服务⑴、交会对接、空间目标监视、空间攻防、空间飞行器绕飞等,而要执行这些空间任务,一般都需要解决飞行器间相对位姿的测量问题[2],即测量目标飞行器相对于追踪飞行器的位置与姿态。光学成像系统由于能够提供大量含有目标飞行器相对位置和姿态等信息的

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