[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

摘要

本发明提出了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。该方法首先给出了基于滑动窗口Hough变化以及三角形内切圆的特征结构自主识别算法，得到三角架上特征点的图像坐标，再结合P4P算法以及已知的航天器尺寸与特征结构，计算出由旋转矩阵与平移矩阵表示的相对位姿。本发明适用于近距离交会阶段，对非合作航天器进行观测、跟踪、对接时的相对位姿测量。有益效果：本发明可自动完成太阳能帆板三角架部件的特征提取及位姿解算，整个过程中无需人工干预，也无需在目标上安置标识器，实时性和自主性高，克服了远程控制下测量结果受传输时延、传输可靠性的影响大，系统不稳定等缺点。

主权项

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。