[发明专利]一种空间非合作目标相对导航三维匹配估计方法

摘要

本发明提供了一种空间非合作目标相对导航三维匹配估计方法，采用双目相机观测空间非合作目标，经过立体匹配和三维重建提取点云数据，通过获得的测量数据点集与目标的模型数据点集进行配准，计算出空间非合作目标的相对位置和姿态。通过此方法，在对空间非合作目标的近距离相对导航过程中，避免了对目标具备几何特征的特殊要求，可以直接获得目标表面的三维数据，只需要知道目标的三维模型，或者在轨重建后的三维模型，算法对目标的几何外形是通用的。避免了基于特征测量方法容易在目标大范围转动过程中因产生遮挡现象而丢失目标特征的缺点，适用于在轨翻滚或自旋目标。

主权项

1.一种空间非合作目标相对导航三维匹配估计方法，其特征在于步骤如下：(1)、采用双目视觉相机对待测点的空间非合作目标进行观测，采用双目视觉立体匹配的方法，计算双目视觉相机拍摄的左图像、右图像的视差图；(2)、根据步骤(1)计算得到的左图像、右图像的视差图，得到空间非合作目标上相应空间点在左相机摄像机坐标系下的坐标，进而对空间非合作目标进行双目视觉三维重建，提取其在卫星左相机摄像机坐标系下的三维点云数据，形成非合作目标的测量数据点集P(m)；(3)、将测量数据点集P(m)和模型数据点集X(m)进行模型匹配，以两个点集中对应点距离之和最小为优化目标，求解得到测量数据点集P(m)到模型数据点集X(m)的最佳旋转矩阵R(m)和平移矩阵T(m)，所述模型数据点集X(m)为相对于卫星的位置和姿态是已知的；(4)、根据步骤(3)所得到的最佳旋转矩阵R(m)和平移矩阵T(m)，以及模型数据点集X(m)对应的空间非合作目标在卫星左相机摄像机坐标系下的位置和姿态，换算得到待测点空间非合作目标相对卫星的姿态和位置。