1 中国科学院红外智能感知重点实验室, 上海 200083
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中国科学院上海技术物理研究所, 上海 200083
针对空间非合作目标近距离交会对接时较难获取精确位姿的问题,提出一种高效可靠的基于TOF(time-of-flight)相机的空间非合作目标位姿测量方法。利用TOF相机灰度图可存储光强的特点,用回光反射材质圆点标定板,提高了相机标定精度;基于边缘弧段组合的椭圆检测法计算目标表面对接环内外侧椭圆参数;基于局部阈值的区域生长法对深度图像进行连通域分析,通过面积、长宽比等约束提取出目标表面接插件;利用对接环与接插件建立目标坐标系并解算其在相机坐标系下的三轴位置与姿态角。搭建地面验证系统,通过对比本文方法与ORB(Oriented FAST and Rotated BRIEF)方法4组100帧图像的实验结果,验证了该方法的鲁棒性与测量精度的准确性,说明TOF相机在非合作目标位姿测量领域具有广阔的前景。
测量 TOF相机 非合作目标 相对位姿 椭圆检测 连通域分析 光学学报
2021, 41(22): 2212003
1 长春工业大学机电工程学院, 吉林长春 130012
2 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林长春 130033
基于飞行时间法（Time-of-Flight, TOF）的 3D相机是一种体积小、误差小、抗干扰能力强、可直接输出深度信息的新型立体成像设备。目前, 该类相机已成为测量成像领域的研究热点。本文首先介绍了 TOF相机的发展历程及测量原理；随后对 TOF相机测量误差来源及类型进行分析；接着将 TOF技术与其他主流的三维成像技术进行对比分析；最后对 TOF相机的应用与发展趋势进行了阐述。
飞行时间法 3D-TOF相机 深度信息 测量误差 time-of-flight method, 3D -TOF camera, depth infor
1 上海航空控制研究所, 上海 201109
2 上海市空间智能控制技术重点实验室, 上海 201109
3 哈尔滨工业大学卫星技术研究所, 哈尔滨 150080
针对空间合作目标的靶标提取、匹配与相对位姿解算问题, 利用 TOF相机采集的灰度和深度信息进行目标检测与关键点筛选的靶标提取, 基于此进行特征点匹配并确定合作目标的相对位姿。首先, 基于灰度信息进行目标检测, 接着,结合深度信息与靶标形态筛选关键特征点, 然后, 利用马尔可夫随机场(MRF)的确定性退火算法进行特征点匹配, 最后, 利用SVD算法解算位姿获得目标航天器和追踪航天器之间的相对位置、姿态关系。实验表明该方法计算量少、鲁棒性较好。
TOF相机 合作目标 相对测量 确定性退火 位姿解算 TOF camera cooperative target relative estimation deterministic annealing pose estimation
