[發明專利]航天器合作靶標及其識別方法和識別裝置

有效

• 申請號: 201810836882.3
• 申請日: 2018-07-26
• 公開（公告）號: CN109145897B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 吳培;羅南杭;方明杰;胡琮亮;萬華慶;熊卿
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七一九研究所
• 主分類號: G06K9/32
• 分類號: G06K9/32;G06K9/20;G06T7/13;G06T7/60
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩;吳歡燕

本發明提供一種航天器合作靶標及其識別方法和識別裝置，其中航天器合作靶標包括：板體以及垂直突出于所述板體的柱體；航天器合作靶標上設置3個大小相同的圓形標識點，板體上還設置線段標記和圓環標記，所述圓環標記的圓心與第一標識點的正投影的圓心為同一點，第一標識點的正投影的圓心、第二標識點的圓心以及第三標識點的圓心位于同一線段上且與所述線段標記平行。本發明實施例的航天器合作靶標便于在復雜場景中快速識別，從而提高航天器對接的效率和準確率。

技術領域

本發明涉及航天器技術領域，更具體地，涉及航天器合作靶標及其識別方法和識別裝置。

背景技術

航空航天器對接、空間站機械臂抓取貨物等任務的執行，是通過航天器或機械臂上安裝的攝像機對對接或抓取目標上的合作靶標(簡稱靶標)進行識別并計算相對位姿，繼而解算出兩者之間的路徑規劃，最終完成對接或抓捕任務。攝像機對合作靶標的識別精度，直接決定了航空航天器完成對接或抓取任務的成功率。

然而太空環境中場景復雜，航天器與抓捕對象之間的位姿情況多變，現有的合作靶標有時無法被圖像傳感器所識別，需要人為介入或者重新調整相對位姿后重新識別，這大大影響了航天器對接或抓捕任務完成的效率。因此，需要設計出一種能夠被快速識別和定位的合作靶標。

發明內容

本發明提供一種克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的航天器合作靶標及其識別方法和識別裝置。

根據本發明的一個方面，提供一種航天器合作靶標，包括板體和垂直突出于所述板體的柱體，其中，所述航天器合作靶標上設置3個大小相同的圓形標識點，包括設置在所述柱體頂面的第一標識點、設置在所述板體上且對稱分布在所述第一標識點兩側的第二標識點和第三標識點；

所述板體上還設置線段標記和圓環標記，所述圓環標記的圓心與所述第一標識點的正投影的圓心為同一點，所述第一標識點的正投影的圓心、所述第二標識點的圓心以及第三標識點的圓心位于同一線段上且與所述線段標記平行。

根據本發明的第二個方面，還提供一種航天器合作靶標的識別方法，包括：

獲取空間場景中航天器合作靶標的圖像，對所述圖像先后進行邊緣檢測和單像素邊緣跟蹤，獲得所有邊緣；

對所有邊緣進行圓識別，根據圓識別的結果獲得一定數量的圓和線段；

逐個對圓和線段進行約束檢測，直至找到滿足所述航天器合作靶標中圓環標記和線段標記間制約關系的圓和線段，以確定圖像中的線段標記和圓環標記；

根據圖像中確定的線段標記和圓環標記，識別圖像中的所有標識點。

根據本發明的第三個方面，還提供一種航天器合作靶標的識別裝置，包括：

邊緣獲取模塊，用于獲取空間場景中航天器合作靶標的圖像，對所述圖像先后進行邊緣檢測和單像素邊緣跟蹤，獲得所有邊緣；

圓識別模塊，用于對所有邊緣進行圓識別，根據圓識別的結果獲得一定數量的圓和線段；

標記識別模塊，用于逐個對圓和線段進行約束檢測，直至找到滿足所述航天器合作靶標中圓環標記和線段標記間制約關系的圓和線段，以確定圖像中的線段標記和圓環標記；

標識點識別模塊，用于根據圖像中確定的線段標記和圓環標記，識別圖像中的所有標識點。

根據本發明的第四個方面，還提供一種電子設備，包括：

至少一個處理器；以及

與所述處理器通信連接的至少一個存儲器，其中：

所述存儲器存儲有可被所述處理器執行的程序指令，所述處理器調用所述程序指令能夠執行第二方面的各種可能的實現方式中任一種可能的實現方式所提供的識別方法。