[发明专利]一种基于视觉的绳系卫星系绳摆角测量方法

摘要

本发明公开了一种基于视觉的绳系卫星系绳摆角测量方法，步骤如下：在系绳离主星近端安放标志球；确定参考坐标系及已知物理量；通过视觉运动捕捉算法确定标志球像素坐标；利用确定像素坐标系与图像坐标系转换关系以及图像坐标系与相机坐标系关系，求解标志球相对相机坐标系的方向矢量；利用相机坐标系与主星坐标系的转换关系，得到标志球相对主星坐标系的方向矢量；利用系绳摆角来表示标志球相对于主星坐标系的方向矢量；利用已用三维坐标表示的方向矢量来反解出系绳摆角。本发明与传统的利用张力传感器测量方法相比，对于软硬件要求远远低于后者，在测量精度、范围、速度上也远胜于后者。

主权项

1.一种基于视觉的绳系卫星系绳摆角测量方法，其特征在于，包括步骤如下：步骤1：在绳系卫星系统中的主星近端系绳上安装一个标志球，来估计系绳相对于主星的摆角；步骤2：将主星视作刚体，建立主星坐标系和相机坐标系，确定相机等效焦距、相机成像平面、标志球实际运动平面以及主星与标志球沿系绳方向距离；在相机成像平面建立像素坐标系和图像坐标系；步骤3：利用视觉跟踪算法得到标志球搜索区域中心位置的像素坐标；步骤4：根据上述的像素坐标，利用相机坐标系与图像坐标系关系且由标志球与主星沿系绳方向距离一定，得到由三维坐标表示的标志球相对于相机坐标系的方向矢量；步骤5：利用相机坐标系与主星坐标系的坐标转换关系得到标志球相对主星坐标系的方向矢量；步骤6：结合绳系卫星系统几何模型，用系绳相对于主星的摆角来表示上述步骤5中以已得到的三维坐标表示的方向矢量，反解出得到系绳摆角。