[發(fā)明專利]一種基于九線構(gòu)型的長(zhǎng)方體空間飛行器的建模方法及裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911206731.0
• 申請(qǐng)日: 2019-11-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111126450A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳斌;顧寒烈;張?jiān)?/a>;但之華;徐少華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海宇航系統(tǒng)工程研究所
• 主分類(lèi)號(hào): G06K9/62
• 分類(lèi)號(hào): G06K9/62
• 代理公司: 中國(guó)航天科技專利中心 11009
• 代理人: 李明澤

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于九線構(gòu)型的長(zhǎng)方體空間飛行器的建模方法及裝置。所述方法包括：獲取空間飛行器的圖像信息；基于所述圖像信息，獲取所述空間飛行器的多個(gè)直線特征；確定多個(gè)所述直線特征對(duì)應(yīng)的多條直線；獲取所述多條直線中可構(gòu)成矩形的多條建模直線；在所述多條建模直線滿足九線構(gòu)型建模條件的情況下，基于所述多條建模直線，構(gòu)建所述空間飛行器的九線構(gòu)型廣義模型。本發(fā)明通過(guò)在檢測(cè)得到的直線特征中提取有效的直線特征，建立九線構(gòu)型的廣義空間飛行器模型，僅需要已知的先驗(yàn)知識(shí)是：目標(biāo)飛行器上存在長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，具有良好的性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及航天技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種基于九線構(gòu)型的長(zhǎng)方體空間飛行器的建模方法及裝置。

背景技術(shù)

空間飛行器最常見(jiàn)的外形結(jié)構(gòu)是長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，空間飛行器表面特征復(fù)雜，存在大量的直線特征，為了識(shí)別空間飛行器，需要在大量的直線特征中獲取所需的直線對(duì)空間飛行器建模，因此一個(gè)有效的模型是完成識(shí)別任務(wù)的前提。

文獻(xiàn)《垂直直線特征的雙目視覺(jué)位姿測(cè)量方法》(趙振慶.光學(xué)學(xué)報(bào),2014,10(34):015003，以下簡(jiǎn)稱文獻(xiàn)[1])中僅需目標(biāo)上的兩條互相垂直的直線，利用四元素法和直線的垂直關(guān)系即可求解目標(biāo)的位姿。由于空間垂直直線投影到光學(xué)敏感器圖像上一般無(wú)法滿足垂直關(guān)系，文獻(xiàn)1并沒(méi)有給出如何識(shí)別垂直直線以及如何將所需的直線從其他直線中區(qū)別出來(lái)。

文獻(xiàn)《非合作航天器的相對(duì)位姿測(cè)量》(徐文福.光學(xué)精密工程,2009,17(7):1570-1581，以下簡(jiǎn)稱文獻(xiàn)[2])中以空間飛行器帆板支架為目標(biāo)，通過(guò)提取的直線相交得到交點(diǎn)，利用雙目相機(jī)計(jì)算空間飛行器的位姿。空間飛行器上直線特征較多，文獻(xiàn)2也存在如何從眾多直線中區(qū)分所需直線特征的問(wèn)題。

綜上，針對(duì)直線特征，已有的技術(shù)將其作為解算的輸入，并沒(méi)有涉及利用直線特征的識(shí)別和建模問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是：克服現(xiàn)有技術(shù)中沒(méi)有涉及利用直線特征的識(shí)別和建模的問(wèn)題，提供了一種基于九線構(gòu)型的長(zhǎng)方體空間飛行器的建模方法及裝置。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于九線構(gòu)型的長(zhǎng)方體空間飛行器的建模方法，包括：

獲取空間飛行器的圖像信息；

基于所述圖像信息，獲取所述空間飛行器的多個(gè)直線特征；

確定多個(gè)所述直線特征對(duì)應(yīng)的多條直線；

獲取所述多條直線中可構(gòu)成矩形的多條建模直線；

在所述多條建模直線滿足九線構(gòu)型建模條件的情況下，基于所述多條建模直線，構(gòu)建所述空間飛行器的九線構(gòu)型廣義模型。

優(yōu)選地，所述確定多個(gè)所述直線特征對(duì)應(yīng)的多條直線的步驟，包括：

獲取所述多個(gè)直線特征中任意四條直線特征；

計(jì)算所述任意四條特征反投至空間中形成的四個(gè)空間平面對(duì)應(yīng)的空間平面方程；

利用坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換方式，將各所述空間方程轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)方程；

基于所述標(biāo)準(zhǔn)方程，獲取每個(gè)所述空間平面的四條直線對(duì)應(yīng)的直線方程；

基于多個(gè)所述直線方程，獲取所述多條直線。

優(yōu)選地，所述獲取所述多條直線中可構(gòu)成矩形的多條建模直線的步驟，包括：

獲取所述多條直線中可構(gòu)成矩形的任意四條直線；

基于所述任意四條直線，生成一個(gè)矩形；

重復(fù)執(zhí)行所述獲取所述多條直線中可構(gòu)成矩形的任意四條直線，和所述基于所述任意四條直線，生成一個(gè)矩形的步驟；

遍歷所有的直線之后，生成一個(gè)矩形集；