[發明專利]一種非合作航天器上太陽能帆板三角架結構的位姿自主測量方法

無效

• 申請號: 201410398179.0
• 申請日: 2014-08-13
• 公開（公告）號: CN104154919A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 宋荊洲;曹彩秀;孫漢旭;賈慶軒
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: G01C21/24
• 分類號: G01C21/24;G01C11/00
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

1.一種非合作航天器上太陽能帆板三角架結構的位姿自主測量方法，其特征在于包括如下步驟：

(1)基于單目視覺的圖像預處理：根據攝像機采集到的圖像，進行實時處理，包括平滑濾波、邊沿檢測、二值化處理等；

(2)基于滑動窗口Hough變化以及三角形內切圓的特征結構自主識別：用滑動窗口遍歷原圖像，對窗口內的圖片進行Hough變化與判定，找到滿足三角形特征的頂點坐標；

(3)基于P4P算法的相對位姿解算：結合已知的航天器尺寸以及檢測出的三角形上四個共面特征點的圖像坐標，計算出由旋轉矩陣與平移矩陣表示的相對位姿，并與激光跟蹤儀測量的準確值對比。

2.根據權利要求1所述的圖像預處理過程，其特征在于：

采用自適應Canny邊緣檢測算法來克服傳統的Canny算法噪聲抑制與邊緣的定位性能相沖突、對閾值設定不靈活、不能自動根據圖像特征確定閾值、算法的自主能力較差等缺點，通過某種計算方法自動確定閾值和高斯空間系數，能夠根據不同的圖像特性自適應的進行邊緣檢測。

3.根據權利要求1所述的基于滑動Hough變化的三角形特征檢測的算法，其特征在于：

利用三角形內切圓心到三邊距離相等這一特性。選擇一個窗口在圖像中滑動，以該窗口的中心作為直角坐標系的原點對窗口內的圖像作Hough變換。當滑動到坐標系原點正好與三角形內切圓圓心重合時，三角形在對應的Hough參數空間內會有三個峰值點，這三個峰值點的ρ坐標絕對值相等，θ值不同。由此確定三角形頂點和內心的圖像坐標。

4.根據權利要求1所述的基于P4P算法的非合作航天器位姿解算，其特征在于：

當已知目標結構上任一共面四點的圖像坐標(u_i，v_i)和對應的空間坐標(x_oi，y_oi，z_oi)時，依據攝像機成像模型：zcuv1=fu0uo00fvvo00010RT0T1xoyozo1,]]>可唯一確定攝像機坐標系到目標航天器坐標系之間的位姿轉換關系RT0T1.]]>