利用光學(xué)成像系統(tǒng)獲取航天器之間的相對位姿是航天領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)。目前,針對合作目標(biāo)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(biāo),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(biāo)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(biāo)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(jié)合蠻力匹配法和固定閾值匹配法的自適應(yīng)閾值的匹配方法。在此基礎(chǔ)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(jié)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(jié)論。在此基礎(chǔ)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(jié)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(biāo)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(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所)四川省

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)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(dǎo)航天器完全報廢，即使是幾毫米的小顆粒，也可能會導(dǎo)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(dǎo)致碎片數(shù)量的減少，反而導(dǎo)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(nèi)外研究現(xiàn)狀對非合作目標(biāo)測量進行的研究，近年來一直備受國內(nèi)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(biāo)的衛(wèi)星之間對接、非目標(biāo)的抓取等項目中。如美國的哈勃望遠鏡機器人修復(fù)計劃、空間碎片清理衛(wèi)星（SDMR）項目、ESA 的實驗衛(wèi)星服務(wù)計劃（ESS）等[空間非合作目標(biāo)的測量技術(shù)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(dǎo)航；2、非合作目標(biāo)的尺寸測量，實現(xiàn)目標(biāo)的幾何尺寸和幾何結(jié)構(gòu)的判斷，對該目標(biāo)進行抓捕[10]。目前，眾多航天大國都致力于非合作目標(biāo)抓捕的但截止目前，尚沒有一個成熟的非合作目標(biāo)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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博士論文
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[2]基于單目視覺的目標(biāo)識別與定位研究[D]. 馮春.南京航空航天大學(xué) 2013
[3]圖像序列光流場計算及三維場景恢復(fù)研究[D]. 陳震.西北工業(yè)大學(xué) 2003

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



本文編號：3447426