[发明专利]一种非合作航天器上太阳能帆板三角架结构的位姿自主测量方法

权利要求书

1.一种非合作航天器上太阳能帆板三角架结构的位姿自主测量方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)基于单目视觉的图像预处理：根据摄像机采集到的图像，进行实时处理，包括平滑滤波、边沿检测、二值化处理等；

(2)基于滑动窗口Hough变化以及三角形内切圆的特征结构自主识别：用滑动窗口遍历原图像，对窗口内的图片进行Hough变化与判定，找到满足三角形特征的顶点坐标；

(3)基于P4P算法的相对位姿解算：结合已知的航天器尺寸以及检测出的三角形上四个共面特征点的图像坐标，计算出由旋转矩阵与平移矩阵表示的相对位姿，并与激光跟踪仪测量的准确值对比。

2.根据权利要求1所述的图像预处理过程，其特征在于：

采用自适应Canny边缘检测算法来克服传统的Canny算法噪声抑制与边缘的定位性能相冲突、对阈值设定不灵活、不能自动根据图像特征确定阈值、算法的自主能力较差等缺点，通过某种计算方法自动确定阈值和高斯空间系数，能够根据不同的图像特性自适应的进行边缘检测。

3.根据权利要求1所述的基于滑动Hough变化的三角形特征检测的算法，其特征在于：

利用三角形内切圆心到三边距离相等这一特性。选择一个窗口在图像中滑动，以该窗口的中心作为直角坐标系的原点对窗口内的图像作Hough变换。当滑动到坐标系原点正好与三角形内切圆圆心重合时，三角形在对应的Hough参数空间内会有三个峰值点，这三个峰值点的ρ坐标绝对值相等，θ值不同。由此确定三角形顶点和内心的图像坐标。

4.根据权利要求1所述的基于P4P算法的非合作航天器位姿解算，其特征在于：

当已知目标结构上任一共面四点的图像坐标(u_i，v_i)和对应的空间坐标(x_oi，y_oi，z_oi)时，依据摄像机成像模型：zcuv1=fu0uo00fvvo00010RT0T1xoyozo1,]]>可唯一确定摄像机坐标系到目标航天器坐标系之间的位姿转换关系RT0T1.]]>