申请/专利权人：中国科学院上海技术物理研究所

申请日：2022-12-09

公开（公告）日：2024-03-12

公开（公告）号：CN116105694B

主分类号：G01C11/02

分类号：G01C11/02;G01S17/06;G01S17/89;G01S17/08;G01S17/86;G01C1/00;G06T7/33;G06T7/593;G06T7/73;G06T17/00;G06V20/10;G06V10/44

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.12#授权;2023.05.30#实质审查的生效;2023.05.12#公开

摘要：本发明公开了一种多手段光学载荷复合的空间目标三维视觉测量方法，涉及航天测量技术领域。其技术方案要点是，S1：远距离捕获跟踪测量；S2：近距离三维视觉测量；S3：近距离三维重建；S4：超近距离位姿测量与特征识别。本发明可广泛应用于空间故障航天器、空间碎片等目标的智能控制和测量导航技术，满足空间目标不同距离段的探测需求和导航任务。

主权项：1.一种多手段光学载荷复合的空间目标三维视觉测量方法，其特征是：包括如下步骤方法：S1：远距离捕获跟踪测量；当被测目标距导航系统200km-20km时，利用远距离可见光相机探测弱目标，为导航系统提供目标的角度信息；S2：近距离三维视觉测量；当被测目标距导航系统20km-120m时，利用可见光相机、红外相机和激光测距仪多手段探测目标，为导航系统提供目标的三维位姿信息；当被测空间目标距导航系统20km-120m时，处于近距离三维视觉测量阶段，目标主体由点目标变化到2°；所述步骤S2中，利用可见光相机、红外相机和激光测距仪共光轴设计、主被动结合探测跟踪，为导航系统提供目标的三维位姿信息的具体方法如下：A.利用可见光相机和红外相机结合的手段大范围搜索识别目标，进行全天时自主跟踪，获取目标的相对角位置信息；B.搜索跟踪到目标后,导航系统根据捕获到的目标在可见光相机和红外相机视场中的位置，驱动指向镜改变激光测距仪的视轴，激光测距仪自主进入稳定跟踪状态，调整指向使目标始终位于跟踪单元的视场中心；通过伺服控制单元的角位置传感器和目标在探测单元视场位置，获取目标的相对角位置信息，通过激光测量获得目标的相对距离信息和姿态信息；S3：近距离三维重建；当被测目标距导航系统120m时，利用三维重建可见光相机探测目标，为导航系统提供目标三维重建模型；所述步骤S3中，当被测空间目标距导航系统120m时，处于近距离三维重建阶段，利用三维重建可见光相机多角度成像，对目标详查，获取绕目标一圈的成像信息并将图像传送到地面进行三维重建，为导航系统提供目标高精度三维重建模型；S4：超近距离位姿测量与特征识别；当被测目标距导航系统120m—1m时，处于超近距离位姿测量与特征识别阶段，利用激光成像雷达和双目视觉相机探测目标，为导航系统提供目标的三维位姿信息和局部特征信息的方法如下：1.当被测目标距导航系统120m-20m时，利用激光成像雷达对目标快速扫描，获取目标的三维点云信息，与参考点云进行粗配准，计算目标的初始相对位置和姿态信息；精配准采用ICP算法，跟粗配准结果计算更精确的相对位姿信息，为导航系统提供目标的高精度实时三维位姿信息；2.当被测目标距导航系统20m-1m时，利用大视场双目可见光相机，对目标进行高分辨成像，识别目标表面的关键特征，通过特征识别技术、立体匹配技术和对接环重建技术建立目标模型；利用立体视差原理计算目标的相对位姿信息、为导航系统提供目标的三维位姿信息和局部特征信息。

全文数据：

权利要求：

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