正交分光成像大范围快速高精度位姿测量新方法

项目名称： 正交分光成像大范围快速高精度位姿测量新方法

项目编号： No.51375339

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 机械、仪表工业

项目作者： 孙长库

作者单位： 天津大学

项目金额： 80万元

中文摘要： 实现空间快速运动目标大范围、快速、高精度位姿测量在航空航天、汽车等领域具有重要意义，如无人机自动加油和自动着舰、飞行员头盔定位、飞船对接以及车轮定位等。视觉空间位姿测量方法是目前最常用的方法，但现有的单目或双目位姿测量和多线阵CCD位姿测量技术，存在测量精度与测量范围、测量速度之间的矛盾。本课题提出一种基于正交分光成像传感器的位姿测量新方法，实现空间目标大范围快速高精度位姿测量。采用双线阵CCD探测技术，设计并研制正交分光成像位姿传感器，研究位姿测量数学模型及其相应的标定方法，实现对空间定位特征点的高速高分辨率采集。综合考虑位姿测量过程中计算速度和测量精度，研究最合理的空间位姿测量特征点布局形式和相应的位姿求解方法。搭建基于正交分光成像位姿传感器的测量实验系统，对正交分光成像位姿测量的方法、理论和关键技术进行实验验证。课题研究成果为空间目标大范围、快速、高精度位姿测量提供方法和理论基础。

中文关键词： 位姿传感器；正交分光成像；位姿测量算法；几何约束；多特征点匹配

英文摘要： The pose measurement for fast moving object in space, especially in the aerospace field, such as automatic refueling in unmanned aerial vehicle (UAV), pilot helmet positioning, spacecraft docking, vehicke wheel alignment and so on, needs rapid response wi

英文关键词： pose sensor；orthogonally-splitting-imaging；pose measurement algorithm；geometric constraint；multiple feature points matching