[发明专利]基于星箭对接环图像信息的航天器姿态估计方法

摘要

基于星箭对接环图像信息的航天器姿态估计方法，涉及航天器姿态估计方法。本发明为了解决针对单一的单目视觉测量系统实现基于星箭对接环的姿态估计具有二值性导致的需要额外测量信息来去除虚假解的问题。本发明采用快速椭圆提取算法对具有星箭对接环的卫星三维模型仿真图片进行椭圆提取，进而根据空间同心圆环的代数约束关系求解出空间圆环法向量，从而确定出空间圆环平面法向量在摄像机坐标系下的方向矢量，实现了基于单目视觉系统，在不依靠额外的测量信息的情况下，独立对圆心未知、半径未知的星箭对接圆环平面法向量进行计算，从而得到目标航天器相对于跟踪航天器的姿态角。本发明用于的航天器的姿态估计。

主权项

1.基于星箭对接环图像信息的航天器姿态估计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：星箭对接环椭圆提取：利用快速椭圆检测方法对卫星模型的仿真图像进行处理，将星箭对接环内环与外环提取出来；步骤2：计算相机内参数矩阵：通过摄像机标定计算相机内参数矩阵；步骤3：计算空间点与其通过摄像机投影到图像上点之间的对应关系：建立图像坐标系、摄像机坐标系与世界坐标系，并计算三个坐标系之间的转换关系；步骤4：计算空间圆投影方程：根据空间同心圆环的代数约束关系计算空间圆投影方程；步骤5：计算单应性矩阵：根据投影同心圆环的代数约束关系计算单应性矩阵；步骤6：计算星箭对接环所在平面的法向量：世界坐标系坐标轴在摄像机坐标系下的方向向量计算星箭对接环所在平面的法向量；步骤7：计算目标航天器相对于跟踪航天器的姿态角：根据星箭对接环所在平面的法向量计算航天器姿态角。