[發明專利]一種空間多目標位姿測量方法

有效

• 申請號: 201810238195.1
• 申請日: 2018-03-22
• 公開（公告）號: CN108519075B
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 李濤;朱飛虎;吳云;王立;華寶成;劉魯;王曉燕;郭紹剛
• 申請（專利權）人: 北京控制工程研究所
• 主分類號: G01C11/02
• 分類號: G01C11/02;G01S17/87;G01S17/89
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 張麗娜

1.一種空間多目標位姿測量方法，其特征在于該方法的步驟包括：

(1)在地面建立空間多目標的圖像特征庫和點云數據庫；數據庫中含有多個空間目標的圖像和點云模型，其中圖像為對目標縮比模型在各個角度下成像得到的圖像，點云模型為目標模型的三維點云，圖像和點云模型為一一對應關系；

(2)在軌使用時，使用單目相機對視場內的空間多目標進行成像，得到空間多目標圖像，并對各個目標所在的區域進行識別和計算，得到各個目標所在的窗口，含有A和B兩個目標，則計算A和B在像面上的窗口，其中包含窗口位置和大小，定義為窗口1和窗口2，窗口1內包含A目標，窗口2內包含B目標；

(3)根據步驟(2)得到的兩個目標所在的窗口，確定激光雷達掃描窗口和掃描路徑，激光雷達掃描路徑上只包含窗口1和窗口2，每個窗口內包含一個空間目標，視場內其他區域不進行掃描；

(4)根據步驟(3)確定的掃描路徑，使用激光雷達獲取每個窗口內的空間目標的點云數據，則可以得到窗口1內的目標A的點云數據和窗口2內的目標B的點云數據；

(5)將步驟(2)得到的空間多目標圖像與步驟(1)建立的空間多目標的圖像特征庫進行比對，得到各個窗口內的空間目標類型和目標粗姿態；窗口1中的目標A的圖像在步驟(1)建立的圖像特征庫進行查詢和比對，確定目標A為類型1，并根據目標A在像面上的分布計算其最長軸的方向，作為目標A的粗姿態；窗口2中的目標B的圖像在步驟(1)建立的圖像特征庫進行查詢和比對，確定目標B為類型2，并根據目標B在像面上的分布計算其最長軸的方向，作為目標B的粗姿態；

(6)根據步驟(5)得到的各個窗口內的空間目標類型和目標粗姿態，選取步驟(1)中與該空間目標類型對應的點云數據，并將選取的點云數據與步驟(4)得到的點云數據進行匹配，使用ICP算法對各個目標的位置姿態進行計算；

根據步驟(5)得到的各目標的類型和粗姿態，目標A為步驟(1)中建立的空間多目標的圖像特征庫中類型1，則其對應的點云模型為類型1，步驟(4)得到的目標A實際點云數據和類型1點云數據匹配成功，使用目標A的粗姿態作為先驗知識，使用ICP算法對目標A的位置姿態進行迭代計算；

根據步驟(5)得到的各目標的類型和粗姿態，目標B為步驟(1)中建立的空間多目標的圖像特征庫中類型2，則其對應的點云模型為類型2，步驟(4)得到的目標B實際點云數據和類型2點云數據匹配成功，使用目標B的粗姿態作為先驗知識，使用ICP算法對目標B的位置姿態進行迭代計算；

(7)根據步驟(6)得到的目標A和B的位置和姿態，對目標A和B的運行狀態，任務意圖進行判斷，對進一步操作、打擊或規避進行決策。