【技术实现步骤摘要】
一种空间非合作目标精细三维形貌测量方法
[0001]本专利技术涉及图像测量领域，具体是一种空间非合作目标三维形貌测量方法。
技术介绍
[0002]随着航天技术的发展与人类太空活动的日益频繁，空间非合作目标的相关研究越发活跃。大部分航天任务面临的对象是空间非合作目标，空间非合作目标指不能主动提供任何有效合作信息的人造空间目标，包括空间碎片、废旧弃用航天器、敌对航天器、敌对航天器发射的空间武器等。 由于空间非合作目标缺乏先验信息，在太空中环境背景复杂，图像数据难以稳定获取，因此获取图像信息并精确测量其三维形貌成为完成空间任务的关键技术之一。
[0003]现阶段各国执行空间非合作目标测量任务的主要设备包括激光雷达、可见光相机、激光扫描仪等。由于空间非合作目标缺乏纹理特征、太空光照环境恶劣，可见光相机难以稳定提取特征；激光雷达分辨率低，不适应于精密测量；激光扫描仪设备昂贵，需要主动扫描目标，所需功耗较大，实时性较差。
技术实现思路
[0004]针对上述问题，本专利技术提出一种空间非合作目标精细三维形貌测量方法...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种空间非合作目标精细三维形貌测量方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，搭建TOF-单目相机融合测量系统;步骤2，进行TOF-单目相机融合测量系统标定；步骤3，利用所述TOF-单目相机融合测量系统采集图像数据并处理；步骤4，根据2D-3D图像数据重构空间非合作目标三维点云；步骤5，重复步骤3、步骤4，根据2D-3D图像数据不断重构空间非合作目标三维点云，再将每帧点云一一配准，形成稠密完整的空间非合作目标三维点云。2.根据权利要求1所述的一种空间非合作目标精细三维形貌测量方法，其特征在于，所述步骤2具体为：步骤2.1，采用张氏标定法标分别对TOF相机、单目相机单独进行标定，分别获取TOF相机、单目相机内参数和外参数；步骤2.2，所述TOF相机（15）、单目相机（14）的外参数进行联合标定，由公式（1）得到TOF相机、单目相机之间的固联关系；
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（1）。3.根据权利要求2所述的一种空间非合作目标精细三维形貌测量方法，其特征在于，所述步骤3具体为：步骤3.1，利用所述TOF-单目相机融合测量系统同步获取空间非合作目标的第n帧深度图、纹理图；步骤3.2，设所述第n帧深度图、纹理图的图像像素坐标系下的坐标分别表示为，根据所述TOF相机、单目相机之间的固联关系，结合实际应用场景，由公式（2）的图像像素坐标系对应关系将单目相机获得的纹理图转换到TOF相机视角下，获得深度图视角下的纹理图，记为； （2）；步骤3.3，利用所述单目相机获取的高分辨率纹理图引导所述TOF相机获取的低分辨率深度图超分辨，获取高分辨率深度图，应用于纹理图引导深度图超分辨的鲁棒加权最小二法优化框架定义为：（3）
其中，表示通过公式（3）迭代求解过程中不断更新的高分辨率深度图，表示深度图上像素点i的深度值，表示超分辨后像素点i的深度值，表示深度平滑项权重，根据经验令，表示以像素点i为中心的邻域，表示邻域内像素点j的深度值，定义如下：（4） （5）表示纹理引导权重，表示基于像素距离的高斯函数，用来度量像素的相似性，分别表示像素处的纹理图灰度值，分别表示权重常数，是根据深度图平滑特性调整的自定义参数，根据经验取，将低分辨率...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘海波，刘子宾，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：
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