姿态参数修正的航天器单目视觉测距方法技术

技术编号:27873008 阅读:56 留言:0更新日期:2021-03-31 00:33
本发明专利技术提供了一种姿态参数修正的航天器单目视觉测距方法,对目标航天器图像中帆板的边界进行提取,得到两侧帆板整体的长边投影向量和短边投影向量;计算长边投影向量和短边投影向量的夹角余弦和长度比;利用航天器帆板的投影变换关系以及帆板坐标系和相机坐标系之间的转换矩阵,建立航天器帆板姿态参数解算模型,解算航天器帆板姿态参数值;利用解算的帆板姿态参数和帆板整体长边的投影长度计算实际长度,然后依据相似投影关系计算航天器与相机的相对距离。本发明专利技术操作简便,独立性强,只需要目标航天器的图像,不需要其他测量结果,测距精度较高。

【技术实现步骤摘要】
姿态参数修正的航天器单目视觉测距方法
本专利技术属于飞行器导航与制导领域,涉及一种利用光学相机对航天器进行距离测量的方法。
技术介绍
航天器相对距离的测量是航天器进行机动抵近、编队飞行、交会对接等多种任务的关键技术。目前航天器相对距离的测量主要通过两种方式。一种方式是间接测量,即利用GPS/GLONASS/北斗或地面测控站对航天器分别进行跟踪定位,获取位置信息,然后计算航天器间相对距离。这种方法所需时间长,测量精度低,而且依赖于地面测控系统的支持。第二种方式是直接测量,即利用航天器搭载的仪器直接测量与其他航天器的相对距离。该方法测量速度快,且不依赖于地面设备进行自主测量,更适合应用于太空环境。直接测量方法包括单目视觉测距、双目视觉测距、激光测距等。单目视觉测距是利用一个相机的单张图像来获取目标距离,相比双目视觉测距和激光测距,具有结构简单、标定方便、可靠性高等优点。当前的单目视觉测距方法仅适用于目标相对相机的姿态固定不变的情况,在太空中航天器可能以任何姿态出现在相机视场中,现有的方法在大部分情况下不能满足航天器单目视觉测距的要求。...

【技术保护点】
1.一种姿态参数修正的航天器单目视觉测距方法,其特征在于,包括以下步骤:/n1)对目标航天器图像中帆板的边界进行提取,得到两侧帆板整体的长边投影向量和短边投影向量;/n2)计算长边投影向量和短边投影向量的夹角余弦cosα和长度比λ;/n3)利用航天器帆板的投影变换关系以及帆板坐标系和相机坐标系之间的转换矩阵,建立航天器帆板姿态参数解算模型,解算航天器帆板姿态参数|cosθ

【技术特征摘要】
1.一种姿态参数修正的航天器单目视觉测距方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)对目标航天器图像中帆板的边界进行提取,得到两侧帆板整体的长边投影向量和短边投影向量;
2)计算长边投影向量和短边投影向量的夹角余弦cosα和长度比λ;
3)利用航天器帆板的投影变换关系以及帆板坐标系和相机坐标系之间的转换矩阵,建立航天器帆板姿态参数解算模型,解算航天器帆板姿态参数|cosθx|的值;
4)利用解算的帆板姿态参数|cosθx|和帆板整体长边的投影长度l2'计算实际长度l2,然后依据相似投影关系,计算航天器与相机的相对距离D。


2.根据权利要求1所述的姿态参数修正的航天器单目视觉测距方法,其特征在于,所述的步骤2)中长边投影向量OAC和短边投影...

【专利技术属性】
技术研发人员:王鼎蔚方东边宝刚张姣王大力李园敏张瑛李智沈思
申请(专利权)人:中国西安卫星测控中心
类型:发明
国别省市:陕西;61

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