【技术实现步骤摘要】
一种基于模块化红外靶标的位姿测量系统
[0001]本专利技术属于位姿测量系统
，具体涉及一种基于模块化红外靶标的位姿测量系统。
技术介绍
[0002]空间目标态势感知是空间任务的重要环节之一，其在卫星对接环抓取、空间垃圾清理回收及空间站对接等基本任务中起到了关键性作用，位姿测量是空间态势感知的核心任务之一，而受限于空间复杂条件，针对于空间目标的位姿测量手段发展较为缓慢，研究太空复杂条件下空间目标位姿测量方法对于发展航天技术具备重大意义。
[0003]空间复杂光照条件是基于视觉的位姿测量方法面临的重大难题之一，目前空间任务中主流位姿测量方法还是基于合作靶标进行开展，其基本原理是通过特征点提取等手段获取被测目标表面特征点的二位图像坐标，利用特征点图像坐标及三维空间坐标之间的映射关系，计算相机和目标的相对位置和姿态信息，但是随着太阳光照角度的改变，图像灰度值变化剧烈，该方法误检、漏检显著增加，在极端的太空光照条件下，其工作范围将大大受限，空间局部光照会导致靶标用于位姿测量的基本特征不明显或者彻底丧失，从而导致无法测量...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于模块化红外靶标的位姿测量系统，其特征在于：包括：模块化红外靶标，依附于多种需要进行位姿测量的目标上；模块化信息处理单元，用于收集模块化红外靶标的靶标位姿信息，并进行位姿计算；交互式软件平台，用于实现对模块化红外靶标和模块化信息处理单元的统一管理和控制，以及对测量结果的显示和修正。2.根据权利要求1所述的一种基于模块化红外靶标的位姿测量系统，其特征在于：所述模块化红外靶标包括靶标盒(1)，以及均安装在靶标盒(1)内的主动式红外光源(2)、第一电源(3)、第一嵌入式模块(4)及反射镜阵列(5)；所述靶标盒(1)采用方形盒体结构，靶标盒(1)的其中五个面设为靶标面(6)，剩余一个面为安装面用于模块化红外靶标安装，其上设有第一安装接口(7)，第一安装接口(7)用于适配各种安装结构，使模块化红外靶标能够依附于多种需要进行位姿测量的目标上；所述主动式红外光源(2)的波长为850nm；所述反射镜阵列(5)与主动式红外光源(2)相对设置，用于反射红外光，使靶标盒(1)的五个靶标面(6)均有较强红外光透出，所述第一嵌入式模块(4)用于控制主动式红外光源(2)开关以及强弱；所述第一电源(3)用于主动式红外光源(2)以及第一嵌入式模块(4)供电。3.根据权利要求2所述的一种基于模块化红外靶标的位姿测量系统，其特征在于：所述靶标面(6)上设计二维码，二维码的黑色部分覆盖红外不透明材料，二维码的白色部分透光。4.根据权利要求1所述的一种基于模块化红外靶标的位姿测量系统，其特征在于：所述模块化信息处理单元包含安装在盒体内的红外相机(8)、第二嵌入式模块(9)、第二安装接口(11)以及第二电源(10)；所述红外相机(8)用于接收主动式红外光源(2)的特定波段红外光形成图像，二维码图像传输至位姿测量模块进行处理；所述第二嵌入式模块(9)包括位姿测量模块、远程通信模块和单元控制模块，位姿测量模块用于运行算法处理红外图像，远程控制模块用于控制红外相机(8)，远程通信模块用与交互式软件平台进行信息交互；所述第二安装接口(11)用于适配多种安装结构；所述第二电源(10)主要用于红外相机(8)和第二嵌入式模块(9)供电。5.根据权利要求4所述的一种基于模块化红外靶标的位姿测量系统，其特征在于：所述第二嵌入式模块(9)的软件架构分为三层：应用层、中间层和硬件层；所述应用层负责位姿测量算法的实现，中间层负责红外相机(8)控制、数据压缩、无线通信，硬件层负责与红外相机(8)、第二电源(10)、无线模块的接口。6.根据权利要求4所述的一种基于模块化红外靶标的位姿测量系统，其特征在于：所述位姿测量模块的位姿测量择优算法，包括以下步骤：S1.检测和识别，对红外相机(8)形成的图像进行检测和识别；S2.位姿测量，对五个靶标面(6)标号，测量时，生成图像中可见二维码位姿以及对应编码；S3.自动选择模式，比较可见二维码视角大小，最小的为最佳视角，对应为最佳位姿；
S4.输出最佳位姿作为靶标位姿；S5.推导出目标位姿。7.根据权利要求6所述的一种基于模块化红外靶标的位姿测量系统，其特征在于：所述S2中，能够对位姿信息进行人工干预，根据坐标系图像投影结构，人工判断选择。8.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘阳，谢光虎，姬一明，谢宗武，曹宝石，杨国财，李雪皑，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
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