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基于TOF相机的非合作矩形目标三维位姿测量方法  
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【英文篇名】 Three-dimensional pose measurement method of non-cooperative rectangular target based on time-of-flight camera
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【作者】 闫小盼; 敖磊; 杨新;
【英文作者】 Yan Xiaopan; Ao Lei; Yang Xin; Academy of Opto-Electronics; China Academy of Sciences; University of the Chinese Academy of Sciences;
【作者单位】 中国科学院光电研究院; 中国科学院大学;
【文献出处】 计算机应用研究 , Application Research of Computers, 编辑部邮箱 2018年 09期  
期刊荣誉：中文核心期刊要目总览  ASPT来源刊  中国期刊方阵  CJFD收录刊
【中文关键词】 非合作目标; TOF相机; FAST角点检测; 亚像素角点; 位姿测量;
【英文关键词】 non-cooperative target; TOF camera; FAST corner detection; subpixel corner; pose measurement;
【摘要】 针对目前空间非合作矩形目标位姿测量过程中提取像素级特征点误差大、距离测量值不稳定等导致的测量精度不高的问题,提出一种基于TOF(time-of-flight)相机的非合作矩形目标三维位姿测量方法。首先对灰度图像进行修正的FAST特征点提取,然后分别计算提取出的特征点在相机坐标系和目标坐标系下的三维坐标,最后检测矩形目标亚像素级角点并融合30帧距离信息后再计算姿态角。实验结果表明,对于1 m距离范围内边长为50 mm的非合作矩形目标,Z、X、Y轴方向位置测量的绝对误差平均值分别为2.65 mm、1.28 mm、0.60 mm;姿态角γ测量的绝对误差平均值降为0.52°。相对于传统的基于点云配准的位姿测量方法,姿态角测量的绝对误差降低了48.0%,显著地提高了非合作目标三维位姿测量的精度和稳定性,具有广泛的应用前景。
【英文摘要】 This paper proposed a three-dimensional( 3 D) pose measurement method for a non-cooperative rectangular target based on a time-of-flight( TOF) camera to solve the problem of low precision caused by large errors in extracting pixel level feature points and unstable distance measurements. Firstly,it detected the improved FAST feature points in the grayscale image. Secondly,it computed the 3 D coordinates of the extracted feature points in the camera coordinate system and the object coordinate system. Finally,...
【更新日期】 2018-09-17
【分类号】 TP391.41
【正文快照】 0引言空间在轨服务中,通常要求空间机器人能对故障卫星、太空垃圾等非合作目标进行接近、追踪、抓捕、维修等操作,进行这些操作的前提是测量追踪机器人相对于目标的位姿状态,为操控机构提供精确的引导数据[13]。目前,空间非合作目标的相对位姿的测量常采用立体视觉相机[4]、3D?

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