收藏本站
《光学学报》 2013年04期
收藏 | 投稿 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于星箭对接环部件的飞行器单目视觉位姿测量方法

苗锡奎  朱枫  丁庆海  郝颖明  吴清潇  夏仁波  
【摘要】:空间飞行器上普遍具有星箭对接环部件,可以提供单圆特征,但基于单个空间圆的单目视觉位姿估计有两个位姿解,无法应用到实际工程中。为了有效剔除虚假解的干扰,利用对接环平面外一参考点到圆心距离的欧氏不变性作为约束,提出一种虚假解剔除方法,给出了在该约束条件下有唯一解的证明,并对位姿求解方法进行了误差仿真分析,给出了提高测量精度的可行策略。根据空间圆在图像上的投影计算出空间圆位姿的两个解;利用参考点到圆心的距离已知且不变作为约束剔除虚假解,得到星箭对接环的真实位姿;对该方法的有效性进行了仿真和实验验证。实验结果表明,该方法可有效剔除虚假解,计算过程简单,结果稳定可靠,对接环圆心计算误差小于0.5%,姿态角误差小于0.8°。
【作者单位】中国科学院沈阳自动化研究所;中国科学院大学;中国科学院光电信息处理重点实验室;辽宁省图像理解与视觉计算重点实验室;空军装备研究院装备总体论证研究所;
【基金】:国家自然科学基金(51005229)资助课题
【分类号】:V556
【正文快照】:
1引言在轨执行空间任务一般都会有目标飞行器相对位姿测量的需求[1],即测量目标飞行器相对于追踪飞行器的位置与姿态。由于光学成像系统能够提供大量包含有目标飞行器相对位置和姿态等信息的高分辨率图像,且仅需安装低能耗像机,因此视觉位姿测量技术可用于解决空间目标位姿测

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前7条
1 朱枫;郝颖明;欧锦军;吴清潇;周静;付双飞;;横滚角对P3P位姿测量方法鲁棒性的影响分析[J];高技术通讯;2008年10期
2 赵汝进;张启衡;左颢睿;徐勇;;基于去离群点策略提高目标位姿测量精度[J];光学学报;2009年09期
3 姜广文;晁志超;伏思华;于起峰;;基于可控旋转的像机高精度标定技术[J];光学学报;2010年05期
4 晁志超;伏思华;姜广文;于起峰;;单目摄像机-激光测距传感器位姿测量系统[J];光学学报;2011年03期
5 张磊;徐科军;赵锐;梁利平;;一种基于圆特征的单目视觉位姿测量算法的改进[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2009年11期
6 肖永亮;苏显渝;陈文静;;基于全局位姿评估的条纹反向视觉测量[J];中国激光;2011年08期
7 郝颖明;朱枫;欧锦军;吴清潇;周静;付双飞;;基于点特征的位姿测量系统鲁棒性分析[J];计算机应用;2008年07期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 于俊伟;翁璐斌;靳小波;张德贤;;基于UKF的视觉辅助末制导仿真研究[J];传感器与微系统;2011年03期
2 王江涛;陈得宝;杨新军;董戴;;一种高效的实时视觉姿态测量[J];光电工程;2011年01期
3 许允喜;蒋云良;陈方;;基于2D-3D双目运动估计的立体视觉定位算法[J];光电工程;2011年09期
4 肖永亮;苏显渝;薛俊鹏;刘晓青;;基于凸松弛全局优化算法的视觉测量位姿估计[J];光电子.激光;2011年09期
5 晁志超;姜广文;黄伟;宋师军;于起峰;;无人月球探测器缓冲着陆抛投试验视觉测量系统[J];光学精密工程;2010年09期
6 朱齐丹;李科;蔡成涛;程甘霖;;采用改进的尺度不变特征变换算法计算物体旋转角度[J];光学精密工程;2011年07期
7 夏军营;徐小泉;熊九龙;;利用平行透视投影模型的位姿迭代估计[J];光学精密工程;2012年06期
8 晁志超;伏思华;姜广文;于起峰;;单目摄像机-激光测距传感器位姿测量系统[J];光学学报;2011年03期
9 张琼;王志良;迟健男;史雪飞;;基于平面镜面向双摄像机视线追踪系统的标定方法[J];光学学报;2011年04期
10 肖永亮;苏显渝;陈文静;;基于光束法平差的相位测量偏折术镜面面形测量[J];光学学报;2011年12期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 董子龙;面向增强现实的实时三维跟踪[D];浙江大学;2010年
2 晁志超;摄像测量的温度补偿方法和位姿传递像机网络研究[D];国防科学技术大学;2011年
3 徐迟;增强现实中的三维物体注册方法及其应用研究[D];华中科技大学;2011年
4 冷大炜;基于单目视觉的三维刚体目标测量技术研究[D];清华大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 朱肇昆;经纬像机摄像测量方法研究[D];国防科学技术大学;2010年
2 余挺;微型飞行器编队飞行中的视觉相对导航方法研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
3 戴东凯;基于天文观测的高精度姿态测量技术研究[D];国防科学技术大学;2011年
4 龙古灿;无人机视觉着陆引导中的位姿估计问题研究[D];国防科学技术大学;2011年
5 杨晓媛;自标定单目视觉测量系统的研究[D];燕山大学;2012年
6 王立杰;在轨服务航天器视觉相对导航与跟踪控制算法研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
7 刘巧娜;双目主动视觉平台下仿变色龙视觉行为研究[D];燕山大学;2012年
8 程鑫;基于色彩分割的目标识别与运动估计算法研究[D];辽宁大学;2012年
9 李珍;基于特征匹配的目标识别与定位方法研究[D];南方医科大学;2012年
10 孙楠;四目立体测量中的关键技术研究[D];南京航空航天大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 谢明鸿;张亚飞;付琨;吴一戎;;图像中规则目标的轮廓提取算法研究[J];测绘科学;2007年02期
2 田益祥,陈华富;非线性极大极小问题的一个有效算法[J];电子科技大学学报;2001年03期
3 周平;王从军;陈鑫;;计算机单目视觉测量系统[J];光电工程;2005年12期
4 姜广文;晁志超;伏思华;于起峰;;基于单摄像机的物体位置和姿态变形测量研究[J];光电子.激光;2009年06期
5 于起峰,孙祥一,邱志强;从单站光测图像确定空间目标三维姿态[J];光学技术;2002年01期
6 李君宝;潘正祥;;A novel pose and illumination robust face recognition with a single training image per person algorithm[J];Chinese Optics Letters;2008年04期
7 邾继贵,李艳军,叶声华,唐大林,张国全;单摄像机虚拟立体视觉测量技术研究[J];光学学报;2005年07期
8 李为民;俞巧云;刘超;;采用分离式差分标定靶的单摄像机标定方法[J];光学学报;2006年05期
9 王向军;王研;李智;;基于特征角点的目标跟踪和快速识别算法研究[J];光学学报;2007年02期
10 徐巧玉;叶东;车仁生;;基于光学参考棒的立体视觉测量系统现场标定技术[J];光学学报;2008年01期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 姜广文;像机链位姿传递摄像测量方法及船体变形测量研究[D];国防科学技术大学;2010年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 徐志刚;辛立明;赵明扬;;空间对接缓冲试验台对接环重力平衡技术[J];仪器仪表学报;2009年06期
2 徐文福;刘宇;梁斌;李成;强文义;;非合作航天器的相对位姿测量[J];光学精密工程;2009年07期
3 王翔;洪迪峰;虞磊;任革学;;对接过程中捕获锁质量和锁合面间隙影响分析[J];航天器工程;2010年03期
4 李静;王惠南;付世勇;刘海颖;;基于对偶四元数的双星编队相对位姿测量[J];中国惯性技术学报;2011年05期
5 尤超蓝,洪嘉振,章杰;周边式对接机构对接捕获阶段的三体力元动力学模型[J];宇航学报;2004年04期
6 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
7 王学孝,陈占清,邵成勋,朱庆瑞;空间飞行器对接动力学研究[J];宇航学报;1991年03期
8 尤超蓝,洪嘉振;空间交会对接过程的动力学模型与仿真[J];动力学与控制学报;2004年02期
9 张崇峻,王武义,刘海春,张广玉;航天器对接试验台主动对接环失重模拟技术研究[J];宇航学报;2005年02期
10 代明君;陈志刚;;对接仿真试验台对接动力学的数值仿真研究[J];工程力学;2006年07期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 郑爱武;;阿波罗计划中的对接系统和交会对接策略[A];中国宇航学会深空探测技术专业委员会第六届学术年会暨863计划“深空探测与空间实验技术”重大项目学术研讨会论文集[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前3条
1 通讯员 宗兆盾 记者 齐芳;目击“天宫”“神八”首次牵手[N];光明日报;2011年
2 记者 张建松;“太空之吻”几多难?[N];新华每日电讯;2011年
3 记者 付毅飞;神舟八号计划于17日晚返回[N];科技日报;2011年
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 于大泳;六自由度运动模拟器精度分析及其标定[D];哈尔滨工业大学;2006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 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
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 袁波;基于TMS320DM642EVM的手眼视觉系统研制[D];合肥工业大学;2005年
2 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
3 谢志伟;基于交会对接仿真平台的位姿测量系统研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
4 李珺;六分量风洞天平校准系统的设计[D];四川大学;2003年
5 陶洪娟;载人登月中对接过程的动力学仿真研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026