基于单目视觉的非合作目标航天器相对位姿估计及同步控制

项目名称： 基于单目视觉的非合作目标航天器相对位姿估计及同步控制

项目编号： No.61304228

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 自动化技术、计算机技术

项目作者： 张雅声

作者单位： 中国人民解放军装备学院

项目金额： 25万元

中文摘要： 针对非合作目标航天器的相对位姿估计与同步控制是当前空间在轨服务技术的一个研究热点。本项目研究基于单目视觉的相对位姿估计以及同步控制技术，具体研究内容包括：基于图像运动速度测量信息的相对位姿估计，相对运动六自由度耦合动力学建模，基于跟踪图像期望坐标的相对姿态和位置同步控制。 本项目首先开展非合作目标航天器接近控制的理论研究，着重突破相对运动六自由度耦合动力学建模、基于图像运动测量信息的相对位姿估计与同步控制关键技术。之后，建立高精度六自由度数字仿真系统，实现对基于单目视觉的相对位姿估计与同步控制技术的仿真分析与评估。最后，在大理石气浮平台上搭建基于微型卫星模拟器的图像测量与相对位姿估计实物系统，对非合作目标航天器接近控制过程中的视觉导航系统进行地面试验验证。

中文关键词： 非合作目标；相对位姿估计；SoftPOSIT；特征光流；同步控制

英文摘要： Nowadays,non-cooperative target spacecraft relative pose estimation and synchronization control technology is a focal point of space on-orbit service technology.In this project we investigate monocular based relative pose estimation and synchronization control technology, specific research contents including image motion measure information based relative pose estimation,modelling of relative motion six-freedom dynamic coupled model, synchronization control of relative attitude and position by tracking expected image coordinate. In this project ,we will first carry out theoretical research work about proximity control of non-cooperative target spacecraft,and emphasis on the critical technologies including modelling of relative motion six-freedom dynamic coupled model,image motion measure information based relative pose estimation and synchronization control.Further we will present high precision six-freedom numeric emulation system to realize analysis and evaluation of monocular based relative pose estimation and synchronization control technology.Finally,we will provide micro-satellite-simulator based image measurement and relative pose estimation physical system on marble flatform,to ground test and verfy visual navigation system in the proximity control course of non-cooperative target spacecraft.

英文关键词： Non-cooperative Target；Relative Pose Estimation；SoftPOSIT；Feature Optical Flow；Synchronization Control