基于星箭对接环部件的飞行器单目视觉位姿测量方法

空间飞行器上普遍具有星箭对接环部件,可以提供单圆特征,但基于单个空间圆的单目视觉位姿估计有两个位姿解,无法应用到实际工程中。为了有效剔除虚假解的干扰,利用对接环平面外一参考点到圆心距离的欧氏不变性作为约束,提出一种虚假解剔除方法,给出了在该约束条件下有唯一解的证明,并对位姿求解方法进行了误差仿真分析,给出了提高测量精度的可行策略。根据空间圆在图像上的投影计算出空间圆位姿的两个解;利用参考点到圆心的距离已知且不变作为约束剔除虚假解,得到星箭对接环的真实位姿;对该方法的有效性进行了仿真和实验验证。实验结果表明,该方法可有效剔除虚假解,计算过程简单,结果稳定可靠,对接环圆心计算误差小于0.5%,姿态角误差小于0.8°。