具有圓面特征的非合作目標(biāo)雙目視覺位姿測量.pdf

1、隨著世界各國對空間技術(shù)研究的不斷深入，非合作目標(biāo)的位姿測量作為非合作目標(biāo)空間捕獲的關(guān)鍵技術(shù)，受到了廣泛的關(guān)注和研究，本課題以此為背景提出了一種針對非合作目標(biāo)的空間圓面的檢測方法和靜態(tài)位姿測量算法，開展了一系列實(shí)驗(yàn)研究。主要內(nèi)容如下：
　　通過對國內(nèi)外空間捕獲研究現(xiàn)狀的調(diào)研，明確了非合作目標(biāo)位姿測量算法的重要意義；對現(xiàn)有的橢圓檢測算法進(jìn)行歸納總結(jié)，確定本文采用的橢圓檢測算法。同時，由于非合作目標(biāo)測量算法中涉及到雙目視覺測量系統(tǒng)，本文

2、介紹了雙目視覺的基礎(chǔ)理論，重點(diǎn)介紹了張正友相機(jī)標(biāo)定方法，并利用成熟的MATLAB標(biāo)定工具箱對本實(shí)驗(yàn)采用的視覺系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定。
　　由于非合作目標(biāo)位姿測量算法的需要，研究了現(xiàn)有RED算法的基本原理，分析其存在的兩個缺陷——無效采樣和對參數(shù)的過度依賴，提出改進(jìn)的一種RED算法用于非合作目標(biāo)空間圓的檢測。該方法通過 Canny算子檢測邊緣，并對邊緣進(jìn)行Freeman鏈碼形式的提取分類，然后利用原RED算法進(jìn)行非合作目標(biāo)的空間圓檢測，再引入

3、橢圓的迭代擬合過程確定最終的橢圓參數(shù)。仿真結(jié)果驗(yàn)證了改進(jìn)算法克服了傳統(tǒng)的RED算法的兩個缺陷，提高了處理速度、檢測精度和成功率。
　　針對非合作目標(biāo)的圓面幾何特性，提出了一種利用雙目視覺測量系統(tǒng)進(jìn)行非合作目標(biāo)位姿測量的算法。該方法的流程是，首先，通過雙目視覺系統(tǒng)采集非合作目標(biāo)的圖像，對左、右兩幅圖像預(yù)處理去除噪聲，然后利用改進(jìn)RED算法檢測出目標(biāo)的圓面輪廓，求得新相機(jī)坐標(biāo)系中的圓心坐標(biāo)和圓面法向量。再將其轉(zhuǎn)換到統(tǒng)一的右相機(jī)坐標(biāo)系進(jìn)