發(fā)布時間：2021-10-20 18:55

　　利用光學成像系統(tǒng)獲取航天器之間的相對位姿是航天領域的關鍵技術。目前,針對合作目標的研究已經(jīng)比較成熟了,如航天器的交會對接、空間站的后勤補給等都已經(jīng)投入使用。但是對于非合作目標,如在軌故障衛(wèi)星維修、空間碎片等,則需要更多科研人員的投入。針對非合作目標尺度和距離的測量,不僅有助于非合作航天器之間的交會對接,而且能大概了解目標的幾何尺寸。本文針對這一具有巨大潛在價值的方向進行研究,主要研究成果如下:1、對圖像SIFT特征匹配閾值進行深入研究,提出了一種結合蠻力匹配法和固定閾值匹配法的自適應閾值的匹配方法。在此基礎上,對單目相機平行于物體拍攝的序列圖像利用該方法進行匹配,然后將匹配結果用于三維重建,可以重建出拍攝物體的稀疏三維點云。并基于OpenCV 3.1.0利用VS2013對上述方法進行實驗驗證。2、對相機平行于物體運動的情況進行分析,得出可以將圖像幀之間的位移場近似代替光流場的結論。在此基礎上,分別利用LK光流法和近似光流法求出特征點在圖像平面的運動信息,結合相機運動信息便可以計算出該特征點與相機的距離。求出所有特征點的距離后取均值,作為非合作目標與相機之間的計算距離。針對茶葉盒、紙盒和... 

【文章來源】：中國科學院大學(中國科學院光電技術研究所)四川省

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

三維重建

緒 論碎片與在軌服役的航天器、衛(wèi)星或者空間站相撞，不僅會對這些價格高昂的備造成損壞，更甚者將威脅到宇航員的生命安全。一顆 10cm 的碎片就會導航天器完全報廢，即使是幾毫米的小顆粒，也可能會導致航天器無法正常工。而且，這些太空碎片之間的相互撞擊不僅不會導致碎片數(shù)量的減少，反而導致更多、更小、更危險的碎片的產(chǎn)生。因此，太空碎片是目前人類繼續(xù)探太空一大急需解決的問題。

圖 1-3 故障衛(wèi)星捕獲內外研究現(xiàn)狀對非合作目標測量進行的研究，近年來一直備受國內外廣大研究人員。目前，美國、日本等國家都在積極投入到基于非合作目標的衛(wèi)星之間對接、非目標的抓取等項目中。如美國的哈勃望遠鏡機器人修復計劃、空間碎片清理衛(wèi)星（SDMR）項目、ESA 的實驗衛(wèi)星服務計劃（ESS）等[空間非合作目標的測量技術的研究主要集中在以下兩個方面：1、非合作位姿測量，計算出航天器之間的相對位姿，從而實現(xiàn)追蹤航天器的導航；2、非合作目標的尺寸測量，實現(xiàn)目標的幾何尺寸和幾何結構的判斷，對該目標進行抓捕[10]。目前，眾多航天大國都致力于非合作目標抓捕的但截止目前，尚沒有一個成熟的非合作目標抓捕系統(tǒng)。因此，針對非合的研究在未來很長的一段時間里必然還是一個研究熱點。本文主要針對二個方面進行研究。

【參考文獻】：
期刊論文
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[3]SIFT算法距離比閾值自適應改進研究[J]. 萬劍華,孫姝娟,曾喆.  中國石油大學學報(自然科學版). 2013(04)
[4]空間非合作目標位姿光學測量研究現(xiàn)狀[J]. 郝剛濤,杜小平.  激光與光電子學進展. 2013(08)
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[7]空間機器人非合作航天器在軌服務研究進展[J]. 梁斌,杜曉東,李成,徐文福.  機器人. 2012(02)
[8]基于距離比閾值參數(shù)自適應的SIFT算法研究[J]. 王澤梁,汪道寅,汪麗華.  陜西科技大學學報(自然科學版). 2011(05)
[9]基于視覺的三維重建技術綜述[J]. 佟帥,徐曉剛,易成濤,邵承永.  計算機應用研究. 2011(07)
[10]國外空間非合作目標抓捕系統(tǒng)研究現(xiàn)狀與關鍵技術分析[J]. 蔡洪亮,高永明,邴啟軍,盧昱.  裝備指揮技術學院學報. 2010(06)

博士論文
[1]基于目標特征的單目視覺位置姿態(tài)測量技術研究[D]. 趙連軍.中國科學院研究生院（光電技術研究所） 2014
[2]基于單目視覺的目標識別與定位研究[D]. 馮春.南京航空航天大學 2013
[3]圖像序列光流場計算及三維場景恢復研究[D]. 陳震.西北工業(yè)大學 2003

碩士論文
[1]基于單目視覺的機器人定位技術研究[D]. 梁利嘉.燕山大學 2014
[2]基于單目視覺的三維重建[D]. 張濤.西安電子科技大學 2014
[3]非合作航天器視覺位姿測量方法的研究[D]. 王志超.哈爾濱工業(yè)大學 2013
[4]基于圖像序列的目標三維重建技術研究[D]. 齊南.北京工業(yè)大學 2013
[5]基于光流法的機器人視覺導航[D]. 班躍海.南京理工大學 2012
[6]基于單目轉雙目的立體視覺技術研究[D]. 田浩鵬.哈爾濱理工大學 2011
[7]基于計算機視覺的三維重建技術研究[D]. 林育斌.天津大學 2010
[8]基于立體視覺的三維重建[D]. 李競超.北京交通大學 2010
[9]用于空間非合作目標交會的相對測量算法研究[D]. 陳密密.解放軍信息工程大學 2009
[10]基于雙目立體視覺的三維定位技術研究[D]. 劉晶晶.華中科技大學 2007



本文編號：3447426