[发明专利]基于视觉测量系统的非合作目标相对导航仿真验证方法

摘要

用于非合作目标相对导航仿真验证的视觉测量系统及方法，包括包括物理模拟模块、仿真模拟模块、视觉相对导航模块；物理模拟模块、视觉相对导航模块组成半物理半仿真验证子系统，视觉相对导航模块与仿真模拟模块组成了全仿真验证子系统；物理模拟模块、仿真模拟模块构造非合作目标，而视觉相对导航模块实现双目相机对非合作目标的感知、特征识别、特征提取、特征匹配、状态测量、参数辨识。

主权项

1.用于非合作目标相对导航仿真验证的视觉测量系统，其特征在于包括包括物理模拟模块、仿真模拟模块、视觉相对导航模块；物理模拟模块、视觉相对导航模块组成半物理半仿真验证子系统，视觉相对导航模块与仿真模拟模块组成了全仿真验证子系统；物理模拟模块、仿真模拟模块构造非合作目标，而视觉相对导航模块实现双目相机对非合作目标的感知、特征识别、特征提取、特征匹配、状态测量、参数辨识；物理模拟模块，提供实物非合作目标，根据任务通过运动模拟平台实现非合作目标物运动，包括非合作目标物的位置时程、速度、姿态，在非合作目标运动过程中通过地面双目相机进行成像，得到左眼图像序列、右眼图像序列，组成得到非合作目标运动图像序列并送至视觉相对导航模块；根据非合作目标三维构型、运动状态参数、相对位姿参数、质量特征参数与非合作目标物的实际位置时程、速度、姿态进行对比，完成非合作目标相对导航仿真验证；仿真模拟模块，提供在轨非合作目标的仿真模型，作为视觉相对导航模块的非合作目标模型输入，并送至视觉相对导航模块；其中，非合作目标模型包括非合作目标的轨道数据、非合作目标构型、运动状态、位置时程、姿态、质量特征；根据非合作仿真目标三维构型、运动状态参数、相对位姿参数、质量特征参数与非合作目标模型中的非合作目标的非合作目标构型、运动状态、位置时程、姿态、质量特征进行对比，完成非合作仿真目标相对导航仿真验证；视觉相对导航模块，基于非合作目标运动图像序列中的左眼图像序列、右眼图像序列分别进行特征识别、提取，得到左眼图像序列、右眼图像序列中的图像特征点，然后进行特征匹配，得到非合作目标运动过程的三维特征点，进行三维重构、混合卡尔曼滤波、运动估计，得到非合作目标三维构型、运动状态参数、相对位姿参数、质量特征参数并送至物理模拟模块；根据非合作目标模型进行虚拟场景模拟，包括测量卫星、光照环境场景模拟，建立双目相机模型对非合作目标进行成像，得到仿真左眼图像序列、仿真右眼图像序列，组成得到非合作仿真目标运动图像序列，然后进行特征匹配，得到非合作仿真目标运动过程的三维特征点，进行三维重构、混合卡尔曼滤波、运动估计，得到非合作仿真目标三维构型、运动状态参数、相对位姿参数、质量特征参数并送至仿真模拟模块。