[发明专利]自旋稳定空间飞行器转动运动参数的摄像测量方法

摘要

本发明涉及一种自旋稳定空间飞行器转动运动参数的摄像测量方法，要解决的技术问题是只通过由2台摄像机构成的双目测量系统而不依靠其他设备对目标飞行器转动参数进行高精度测量。采取提取出目标飞行器表面的特征点，用双目交会测量的方法得到特征点的位置坐标和速度矢量，将观测量带入由刚体运动学基础理论推导出的方程组中，解此方程组得到目标转动参数。本发明采用基于摄像测量的方法对空间飞行器转动参数进行测量，解算结果的精度较高。

主权项

一种自旋稳定空间飞行器转动运动参数的摄像测量方法，其特征在于，在追踪飞行器上设置由两台摄像机构成的追踪星上双目摄像测量系统，在追踪飞行器接近目标飞行器的过程中实时对目标飞行器成像，并通过特征点提取、匹配算法，实时测量目标表面特征点的位置和速度，通过自旋稳定空间飞行器转轴参数测量，计算出目标飞行器的角速度大小和方向，具体过程如下：1.1 将2台摄像机间隔一段距离安装在追踪飞行器测量平台上，同时标定摄像机内参，在测量过程中追踪飞行器位置、速度和姿态已知；1.2 对目标飞行器进行实时跟拍，得到2台摄像机分别对目标所成的像；1.3 分别在同一时刻摄像测量系统所成的2幅图像上提取特征点，并将2幅图像中相同的特征点进行匹配；1.4 通过双目交会测量的方法得到每个特征点在世界坐标系中的位置坐标和速度矢；1.5将同一时刻观测得到的目标表面多个特征点位置坐标和速度矢量带入由刚体运动学基本理论推导出来的方程组，用最小二乘方法解此方程组得到目标飞行器的角速度大小和方向，解算时用多个时刻的数据联立方程组以及多次测量取均值的方法来提高精度。