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《兵工学报》 2004年01期
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航天器位置姿态的光学测量方法研究

杜小平  赵继广  崔占忠  
【摘要】:航天器间相对状态 (相对位置和姿态 )的准确测量是编队飞行的航天器实现自主控制的重要基础。介绍了一种基于计算机视觉理论及相机成像原理的航天器间相对位置姿态的光学测量方法 ,测试系统结构及工作过程 ;推导了航天器间相对状态的测量算法 ,并对可能存在的误差源进行了分析。由于采用四元数法描述姿态、CMOS相机作为图像传感器 ,从而使得测量系统结构简单、体积小、重量轻、功耗低 ,算法简单、速度快 ,近距离测量精度高 ,能够广泛应用于空间合作目标间相对状态的测量

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 何森;侯宏录;王尧;;标定飞机舵面角位移的双圆靶单目视觉方法[J];兵工学报;2007年07期
2 杜小平,赵继广,崔占忠,曾德贤;基于超分辨率重构的航天器位置姿态测量方法[J];北京理工大学学报;2005年03期
3 杨雪榕;梁加红;朱俊;范丽;;跟飞编队卫星相对导航自适应EKF算法研究[J];飞行器测控学报;2011年01期
4 艾莉莉;袁峰;丁振良;;应用线阵CCD的空间目标外姿态测量系统[J];光学精密工程;2008年01期
5 何森;侯宏录;王尧;;基于特征圆单目视觉的飞机舵面角位移标定技术[J];光学技术;2006年04期
6 侯宏录;周德云;;基于视觉测量的飞行器舵面角位移传感器标定[J];光子学报;2007年02期
7 张志勇;张靖;朱大勇;;一种基于视觉成像的快速收敛的位姿测量算法及实验研究[J];航空学报;2007年04期
8 辛勤;李双勋;粘永健;;一种航天器对接姿态校正参数测量方法[J];计算机工程;2010年23期
9 李喆;丁振良;袁峰;;基于分层插值和最小二乘拟合的亚像素细分算法[J];南京理工大学学报(自然科学版);2008年05期
10 杜小平,崔占忠,曾德贤;基于IEKF序列图像分析的航天器相对状态测量方法[J];装备指挥技术学院学报;2004年04期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 曾德贤;董绪荣;李睿;;航天器相对角度光学测量方法[A];2007年中国智能自动化会议论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 江刚武;空间目标相对位置和姿态的抗差四元数估计[D];解放军信息工程大学;2009年
2 杨雪榕;卫星跟飞编队控制问题研究[D];国防科学技术大学;2010年
3 张志勇;飞行目标位置和姿态光电测量技术的研究与应用[D];电子科技大学;2008年
4 艾莉莉;基于线阵CCD的空间目标外姿态测量关键技术研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
5 王习文;光电经纬仪跟踪飞机的3D计算机视觉研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2010年
6 李沛;立式风洞飞机尾旋运动参数测量关键技术研究[D];国防科学技术大学;2009年
7 王峰;在轨服务航天器对目标逼近过程动力学与控制研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 陈密密;用于空间非合作目标交会的相对测量算法研究[D];解放军信息工程大学;2009年
2 金虎;相对位姿测量解算的FPGA实现[D];重庆大学;2011年
3 朱永丽;刚体运动参数实时测量系统研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
4 何森;飞机升降舵、副翼和襟翼转角标定技术研究[D];西安工业大学;2006年
5 付亮;基于图像的运动物体六自由度参数测量方法研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
6 汪伟;基于航空照相枪的飞机姿态测量[D];天津大学;2007年
7 王凤娟;基于图像跟踪的无人机定位方法研究[D];西安电子科技大学;2009年
8 高雷;交会对接逼近阶段飞行器空中位置和姿态的视觉测量[D];国防科学技术大学;2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 黄玉明,周世安,王立新,范汝鹰,吴宏鑫;目标飞行器位置姿态的光学测量[J];宇航学报;1993年01期
2 林来兴,李灿;交会对接最后逼近阶段CCD相机的测量方法[J];宇航学报;1994年02期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 朱仁璋;林彦;张磊;;航天器交会计算机视觉系统测距求解新算法[J];北京航空航天大学学报;2006年07期
2 于英;陈继华;;基于岭估计的相机标定方法[J];测绘科学;2010年03期
3 汤同伟;王惠南;冯成涛;;航天器交会对接位姿测量最优估计[J];四川兵工学报;2010年02期
4 张世杰,曹喜滨,李晖;交会对接航天器间相对位姿参数单目视觉测量的解析算法[J];光学技术;2005年01期
5 仲小清;霍炬;杨明;;基于直线的运动目标相对位置姿态光学测量方法[J];光学技术;2008年06期
6 何森;王志斌;张旭峰;曹美珍;高永全;;航天器对接相对位置姿态自主测量方法研究[J];光学技术;2009年06期
7 张劲锋;孙承启;蔡伟;;基于单目视觉的航天器间相对位姿测量算法[J];光学技术;2010年02期
8 李喆;丁振良;袁峰;;光学测量的飞行器空间姿态测量方法[J];哈尔滨工程大学学报;2008年03期
9 张世杰,曹喜滨,陈雪芹;航天器相对位姿参数光学测量解析算法[J];航空学报;2005年02期
10 李春科;;一种新的航天器相对导航视觉方法[J];火力与指挥控制;2010年08期
中国重要会议论文全文数据库 前3条
1 李鹏;段广仁;宋申民;;基于MIMU/CCD的对接与分离地面物理平台相对测量系统设计[A];中国自动化学会控制理论专业委员会A卷[C];2011年
2 程凌;周前祥;;基于视觉方法的交会对接相对位姿测量[A];2005中国控制与决策学术年会论文集(上)[C];2005年
3 贺江涛;李爽;;IMU/CCD组合导航在近距离交会对接中的应用研究[A];中国宇航学会深空探测技术专业委员会第八届学术年会论文集(上篇)[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 江刚武;空间目标相对位置和姿态的抗差四元数估计[D];解放军信息工程大学;2009年
2 尚洋;基于视觉的空间目标位置姿态测量方法研究[D];国防科学技术大学;2006年
3 王保丰;航天器交会对接和月球车导航中视觉测量关键技术研究与应用[D];解放军信息工程大学;2007年
4 王华;交会对接的控制与轨迹安全[D];国防科学技术大学;2007年
5 蒋自成;基于虚拟现实的航天器手控交会技术研究[D];国防科学技术大学;2008年
6 李爽;基于光学测量的相对导航方法及在星际着陆中的应用研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
7 钱山;在轨服务航天器相对测量及姿态控制研究[D];国防科学技术大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘凯;非合作目标视觉测量方法研究及系统实现[D];西安电子科技大学;2011年
2 赖鹏;基于视觉的运动目标位姿实时测量系统研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
3 陈密密;用于空间非合作目标交会的相对测量算法研究[D];解放军信息工程大学;2009年
4 高珊;航天器交会对接相对导航与控制技术研究[D];南京航空航天大学;2011年
5 金虎;相对位姿测量解算的FPGA实现[D];重庆大学;2011年
6 朱永丽;刚体运动参数实时测量系统研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
7 邵泽明;计算机视觉伺服跟踪控制系统[D];南京航空航天大学;2003年
8 白冰;基于Kalman滤波的月球车视觉导航算法研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
9 胡智勇;月球车导航中计算机视觉的应用[D];哈尔滨工业大学;2006年
10 付亮;基于图像的运动物体六自由度参数测量方法研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 熊平;CCD与CMOS图像传感器特点比较[J];半导体光电;2004年01期
2 傅德彬,王吉文;运动目标高速实时数字图像测量系统[J];兵工自动化;2004年03期
3 耿明志;戎亚新;;图像跟踪技术在无人机自主着陆导航中的应用[J];兵工自动化;2007年01期
4 李博;王孝通;徐晓刚;杨常青;;基于计算机视觉的舰载直升机助降技术研究[J];兵工学报;2007年03期
5 徐惠钢;薄煜明;郭治;;浮空器姿态的单目视觉测量解析算法[J];兵工学报;2008年01期
6 向登宁,邓文怡,燕必希,董明利,吕乃光;利用极线约束方法实现图像特征点的匹配[J];北京机械工业学院学报;2002年04期
7 陈大志,张广军;基于地标图像信息的惯导系统误差校正方法[J];北京航空航天大学学报;2003年01期
8 何珮,屈香菊,武哲;航迹跟踪的优化方法研究[J];北京航空航天大学学报;2003年07期
9 朱仁璋;林彦;张磊;;航天器交会计算机视觉系统测距求解新算法[J];北京航空航天大学学报;2006年07期
10 张广军;魏振忠;;多视觉检测系统的世界坐标唯一全局标定方法[J];北京航空航天大学学报;2006年11期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 汤春林;;双目立体视觉在模型姿态非接触测量中的应用研究[A];第十二届全国图象图形学学术会议论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 文援兰;航天器精密轨道抗差估计理论与应用的研究[D];解放军信息工程大学;2001年
2 刘缠牢;靶场动态目标跟踪测量及计算机辅助方法的研究[D];中国科学院西安光学精密机械研究所;2001年
3 张玉锟;卫星编队飞行的动力学与控制技术研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年
4 张柯;联邦全过程全系统管理方法及技术研究[D];国防科学技术大学;2005年
5 陆宏伟;基于卫星编队遥感图像的对地定位算法研究[D];国防科学技术大学;2004年
6 苏国中;基于光电经纬仪影像的飞机姿态测量方法研究[D];武汉大学;2005年
7 李清安;空中目标姿态测量技术及其仿真实验研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2006年
8 邵永社;雷达图像定位方法与关键技术研究[D];同济大学;2006年
9 屈耀红;小型无人机航迹规划及组合导航关键技术研究[D];西北工业大学;2006年
10 尚洋;基于视觉的空间目标位置姿态测量方法研究[D];国防科学技术大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈密密;用于空间非合作目标交会的相对测量算法研究[D];解放军信息工程大学;2009年
2 魏晓燕;基于数字图像处理的椭圆型孔径自动检测系统[D];南京师范大学;2002年
3 杨夏;高速图像实时存储系统研制及目标三维姿态的光测研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年
4 徐刚锋;空间交会对接中光学测量技术研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年
5 王华;交会对接仿真系统[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年
6 刘志强;直升机着舰六自由度测量算法及数字图像处理实验[D];电子科技大学;2003年
7 王超;浮体六自由度测量系统的硬件设计与实现[D];大连理工大学;2004年
8 任明冰;半导体脉冲激光测距机的硬件电路设计[D];南京理工大学;2004年
9 李智;电视跟踪雷达的数字化目标跟踪与信息获取方法的研究[D];天津大学;2004年
10 蒋昊亮;无人机飞控系统的仿真研究[D];南京理工大学;2004年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 罗红娥;陈平;顾金良;夏言;栗保明;;线阵CCD测量系统的镜头畸变校正新方法[J];半导体光电;2009年03期
2 崔彦平;葛杏卫;;基于双目视觉飞行目标落地参数测量方法研究[J];半导体光电;2010年04期
3 孙超;都基焱;段连飞;;一种空间两点交会无人机定位方法[J];兵工自动化;2011年06期
4 何森;王志斌;;一种单目视觉标定飞机方向舵角位移的新方法[J];兵工学报;2011年11期
5 付丙岛;王广彪;丁文锐;李红光;;用于飞行器视觉导航的地平线检测算法[J];北京航空航天大学学报;2011年07期
6 李德仁;江志军;;车载视频图像序列卡尔曼滤波及其移动量测应用[J];测绘科学;2006年04期
7 陈密密;江刚武;姜挺;;空间合作目标交会对接光学测量研究[J];测绘科学;2008年S1期
8 陈密密;江刚武;姜挺;;空间合作目标交会对接光学测量研究[J];测绘科学;2008年S3期
9 孙超;都基炎;;基于MATLAB的无人飞行器两点交会定位算法研究[J];电脑知识与技术;2011年07期
10 牛向阳;柏春松;;数码相机参数的靶圆切点标定法[J];阜阳师范学院学报(自然科学版);2009年01期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 贺江涛;李爽;;IMU/CCD组合导航在近距离交会对接中的应用研究[A];中国宇航学会深空探测技术专业委员会第八届学术年会论文集(上篇)[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨承;日盲型紫外探测和直升机着舰光电助降技术的研究[D];电子科技大学;2010年
2 江刚武;空间目标相对位置和姿态的抗差四元数估计[D];解放军信息工程大学;2009年
3 杨凌辉;基于光电扫描的大尺度空间坐标测量定位技术研究[D];天津大学;2010年
4 劳达宝;室内测量定位系统发射站优化及校准技术研究[D];天津大学;2011年
5 端木琼;wMPS系统的硬件平台优化及动态坐标测量关键技术研究[D];天津大学;2012年
6 李明晶;小、暗、多、快目标的分布式主动测量系统布站概念研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2011年
7 龚辉;基于四元数的高分辨率卫星遥感影像定位理论与方法研究[D];解放军信息工程大学;2011年
8 尚洋;基于视觉的空间目标位置姿态测量方法研究[D];国防科学技术大学;2006年
9 蒋自成;基于虚拟现实的航天器手控交会技术研究[D];国防科学技术大学;2008年
10 夏琳琳;低成本AHRS/GPS紧耦合融合滤波技术研究[D];哈尔滨工程大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 韩亚丽;图像精密测量算法研究[D];郑州大学;2010年
2 闫超;基于数字图像的瓷砖几何尺寸实时检测系统设计[D];哈尔滨理工大学;2010年
3 彭超然;基于线阵CCD的人机交互技术研究[D];浙江大学;2011年
4 黄爱玲;运动目标模拟场景产生系统的研究与实现[D];西安电子科技大学;2011年
5 刘凯;非合作目标视觉测量方法研究及系统实现[D];西安电子科技大学;2011年
6 潘海艳;激光干涉纳米制造中的尺寸检测及质量评估[D];长春理工大学;2011年
7 汪涛;基于数字图像处理的大长度线纹量具自动检测系统的研究[D];中国计量科学研究院;2011年
8 姚凌飞;空间运动目标姿态测量系统研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
9 石振;多线阵CCD姿态测量系统的数据采集与处理[D];哈尔滨工业大学;2010年
10 赖鹏;基于视觉的运动目标位姿实时测量系统研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 黄玉明,徐光佑,叶培建;彩色图像中颜色不变性和耀斑的分离Ⅰ[J];光学学报;1991年11期
2 林来兴;;自主交会对接测量系统和对接敏感器[J];航天控制;1991年04期
3 黄玉明,杨士强,徐光祐;彩色CCD摄象机的光强——灰度响应线性化及其在颜色定标中的应用[J];机器人;1992年01期
4 黄玉明,周世安,王立新,范汝鹰,吴宏鑫;目标飞行器位置姿态的光学测量[J];宇航学报;1993年01期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 ;欢迎订阅2011年《仪器仪表与分析监测》[J];仪器仪表与分析监测;2011年01期
2 张钟华;;我国现代仪器仪表技术的发展战略[J];现代科学仪器;2010年01期
3 赵力行;;物联网时代——仪器仪表产业的发展机遇——2010年中国战略性新兴产业与仪器仪表发展论坛上的讲话[J];中国仪器仪表;2010年11期
4 陈谷仓,王元钦,王天祥,陈宏;编队小卫星相对位置和相对姿态解算模型与精度分析[J];系统仿真学报;2005年11期
5 祖淑芝,王太勇,邓学欣,刘宁;便携式测试信号分析系统[J];吉林大学学报(工学版);2005年01期
6 陈骥;周兆丰;曹久大;叶锦成;;杯突试验机校准技术及装置研究[J];兵工学报;2008年08期
7 刘智勇;何英姿;;相对位置和姿态动力学耦合航天器的自抗扰控制器设计[J];航天控制;2010年02期
8 ;仪器仪表技术引进产品简明目录[J];中国仪器仪表;1987年06期
9 杨晓东,韦锡华;基于不确定度的组合导航数据动态评定[J];信息与电子工程;2004年03期
10 廖红华;黄鹏;胡筱婧;;智能化仪器仪表技术发展综述[J];电工技术;2007年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李刚斌;;数控机床参考点的设置与维修[A];第八届全国设备与维修工程学术会议、第十三届全国设备监测与诊断学术会议论文集[C];2008年
2 王进锋;张玉明;;无缝道岔的应力管理[A];河南省第五届学术年会铁道分会场专集[C];2009年
3 林桂林;;工具显微镜三轴线相对位置的判断和调修[A];江苏省计量测试学术论文集[C];2007年
4 李晶;张侃;;文字与图片呈现形成空间记忆的比较[A];第十届全国心理学学术大会论文摘要集[C];2005年
5 王淑云;王元钦;陈谷仓;王天祥;;卡尔曼滤波在分布式航天器相对状态确定中的应用[A];'2006系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2006年
6 杜金榜;王跃科;;仪器仪表技术的发展趋向[A];第三次全国会员代表大会暨学术会议论文集[C];2002年
7 刘庆庭;区颖刚;卿上乐;王万章;;单圆盘刀片式甘蔗根切器工作过程仿真[A];农业工程科技创新与建设现代农业——2005年中国农业工程学会学术年会论文集第一分册[C];2005年
8 侯绯;;采用激光技术测量桥、门式起重机主梁挠度的新方法[A];扩大铁路对外开放、确保重点物资运输——中国科协2005年学术年会铁道分会场暨中国铁道学会学术年会和粤海通道运营管理学术研讨会论文集[C];2005年
9 刘彦波;曾国强;姚红;;航天器紧密编队动力学模型及仿真[A];'2010系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2010年
10 梁永恒;刘子泉;;比值分析仪在武钢焦化回收生产中的应用[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集(一)[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 韩晓玲 实习生 罗璇 通讯员 施彪;专家呼吁发展现代仪器仪表技术[N];湖北日报;2010年
2 本报记者 侯永锋;新松要把沈阳机器人卖到全世界[N];辽宁日报;2010年
3 李智;摘诗寻句说中医[N];中国经营报;2010年
4 ;“5·4·3制”(小、初、高中)代替“6·3·3制”[N];协商新报;2010年
5 李建;三大难题困扰我国仪表装备 [N];中国机电日报;2002年
6 王通化 本报记者 柳刚 张晓祺 特约记者 宗兆盾;“神舟”“天宫”激情演绎“太空大片”[N];解放军报;2011年
7 齐力;更高速、更灵敏、更可靠、更方便[N];科技日报;2001年
8 本报记者 李大庆 于小晗 实习生 佘超龙 本报记者 刘恕;人大代表建言献策[N];科技日报;2004年
9 仝培杰;量化世界离不开信息技术[N];中国计算机报;2002年
10 高泽;强企之路[N];中国电力报;2000年
中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 郑晓军;生产车间设施布局优化方法研究[D];大连理工大学;2010年
2 张治国;卫星编队飞行相对姿态动力学与控制[D];清华大学;2009年
3 高有涛;卫星编队飞行动力学建模与控制技术研究[D];南京航空航天大学;2010年
4 刘鲁华;航天器自主交会制导与控制方法研究[D];国防科学技术大学;2007年
5 韩龙;编队飞行航天器相对状态的立体视觉测量研究[D];中国科学技术大学;2007年
6 江刚武;空间目标相对位置和姿态的抗差四元数估计[D];解放军信息工程大学;2009年
7 王威;GPS用于对地观测编队卫星状态的高精度确定[D];解放军信息工程大学;2004年
8 钱山;在轨服务航天器相对测量及姿态控制研究[D];国防科学技术大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 魏然;基于人工势场理论的多移动机器人的协同控制研究[D];华中科技大学;2007年
2 姚春生;基于目标轮廓的图像检索模型[D];暨南大学;2005年
3 高珊;航天器交会对接相对导航与控制技术研究[D];南京航空航天大学;2011年
4 马江波;周边双塔对大跨空间结构的风荷载干扰效应研究[D];湖南大学;2009年
5 张声浩;双目CCD光电成像测量系统研究[D];南京理工大学;2008年
6 刘伟;发射筒内导轨直线度测量方法研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
7 方超;双目CCD成像目标器识别算法研究[D];南京理工大学;2007年
8 曾占魁;视觉/惯性组合相对导航算法及物理仿真研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
9 孙彦飞;安全多方计算中若干计算几何协议的研究[D];安徽大学;2010年
10 刘颖;光谱仪的智能化改进设计研究[D];重庆大学;2003年
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