1、隨著世界各航天大國(guó)對(duì)GEO在軌服務(wù)的重視,非合作目標(biāo)的位姿測(cè)量成為近年來(lái)的研究熱點(diǎn),本課題以此為背景提出了一種針對(duì)典型非合作GEO航天器的位姿測(cè)量算法,并建立了半物理仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),開(kāi)展實(shí)驗(yàn)研究。主要內(nèi)容如下:
　　首先,對(duì)非合作GEO航天器的目標(biāo)特性進(jìn)行了調(diào)研,確定了用于測(cè)量的目標(biāo)特征。在對(duì)大量的國(guó)內(nèi)外典型的在軌GEO航天器歸納分類后,分析其外觀的幾何特性,得出可用于測(cè)量的特征包括衛(wèi)星本體、帆板支架、通信天線等。結(jié)合測(cè)量范圍要求、

2、目標(biāo)尺寸和相機(jī)視場(chǎng)角進(jìn)行計(jì)算分析后,本課題選擇具有圓面特征的噴嘴-對(duì)接環(huán)作為非合作測(cè)量對(duì)象。
　　在確定測(cè)量方案以后,針對(duì)非合作目標(biāo)測(cè)量算法中需確定相機(jī)與世界坐標(biāo)系相對(duì)關(guān)系的問(wèn)題,研究了雙目相機(jī)標(biāo)定方法。在推導(dǎo)相機(jī)標(biāo)定基本原理的基礎(chǔ)上，根據(jù)相機(jī)在實(shí)際環(huán)境中的應(yīng)用,簡(jiǎn)化標(biāo)定幾何模型,建立了基于圓點(diǎn)光標(biāo)的相機(jī)標(biāo)定方法,并仿真驗(yàn)證。
　　針對(duì)典型非合作目標(biāo)的幾何特性,提出了一種非合作目標(biāo)位姿測(cè)量方法。方法的核心是“單目特征識(shí)別+雙

3、目立體匹配”,即先分別對(duì)左右相機(jī)的圖像進(jìn)行處理并識(shí)別出期望特征,再將左、右圖像特征進(jìn)行立體匹配,從而得出圓心的相對(duì)位置、圓面法向量和半徑。仿真結(jié)果驗(yàn)證了方法的有效性。
　　為對(duì)所提出的位姿測(cè)量方法進(jìn)一步驗(yàn)證,建立了一套半物理仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),開(kāi)展實(shí)驗(yàn)研究。該系統(tǒng)分別由圖像采集與位姿測(cè)量計(jì)算機(jī)、圖像生成計(jì)算機(jī)和真實(shí)相機(jī)等構(gòu)成。其中,圖像采集與位姿測(cè)量計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)采集相機(jī)圖像并進(jìn)行位姿測(cè)量;圖像生成計(jì)算機(jī)接收?qǐng)D像采集與位姿測(cè)量計(jì)算機(jī)解算出的