空間非合作目標關鍵部件識別及自旋穩(wěn)定目標轉動參數(shù)測量方法研究.pdf

1、對空間非合作目標進行在軌操作時，需要對目標被操作部件進行識別，并對目標的運動參數(shù)進行測量，從而為操作控制提供相對導航信息?；谝曈X進行空間目標逼近段相對導航是目前普遍采用的方法。
　　本文對空間非合作目標在軌操作相對視覺導航中目標航天器姿控發(fā)動機噴管和星箭對接環(huán)這兩種關鍵部件的識別，以及自旋穩(wěn)定航天器轉動參數(shù)測量的方法進行了研究。本文的主要工作如下。
　　根據(jù)姿控發(fā)動機噴管底面成像后為橢圓形狀的特點，采用一種結合橢圓幾何性質

2、的最小二乘擬合檢測橢圓的方法，用于航天器姿控發(fā)動機噴管識別。該方法首先進行弧段提取，再對所提取的弧段分組進行橢圓擬合，并依據(jù)橢圓幾何性質進行檢測結果篩選。地面實物仿真實驗表明，本方法能夠在接近目標的過程中較為準確、快速地連續(xù)識別出目標航天器姿控發(fā)動機噴管。
　　根據(jù)星箭對接環(huán)中心十字結構與邊緣連接處典型結構特征成像后的幾何和灰度特性，提出了一種基于數(shù)學形態(tài)學的星箭對接環(huán)識別方法。首先用不同的結構元對圖像進行多步數(shù)學形態(tài)學處理，處理

3、后的圖像保留了原始圖像中體現(xiàn)星箭對接環(huán)典型結構特征的有用信息，而去除了噪聲和多余的細節(jié)信息；隨后進行邊緣檢測和直線檢測；最后對所檢測主要直線邊緣的相對幾何關系進行分析，確定星箭對接環(huán)典型結構特征在圖像中的位置。地面實物仿真實驗結果表明，本方法能夠在逼近星箭對接環(huán)被操作部位的過程中，以較高的正確率識別出星箭對接環(huán)典型結構特征。
　　通過仿真實驗分析了濾波去噪及多時刻聯(lián)立求解對一種視覺測量學與剛體運動學相結合的測量自旋穩(wěn)定航天器轉軸方