[发明专利]一种双基线非合作目标双目测量系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种非合作目标双目测量系统，尤其涉及一种双基线非合作目标双目测量系统，属于非合作目标非接触视觉测量领域，可适用于非合作航天器的自主接近过程的运动参数相对测量，也可以用于地面非合作目标超近距离的运动参数相对测量。

背景技术

航天器自主交会对接任务中，对接前的几十米距离范围内，目前国际上都是借助于光学成像敏感器进行目标相对位置和姿态的测量。因此需要在目标航天器上安装标志灯或者反射器，在交会航天器上安装测量设备对其测量，通过建立目标坐标系和测量坐标系，经过标定确立它们之间的相对位置和姿态关系，以及确立标志点位置和各个坐标系之间的关系，再经由标志点像的提取与分布计算可以得出目标相对于测量坐标系的6个自由度运动参数。为了使测量系统覆盖几十米到亚米的测量范围，目前航天技术领域的测量技术限于对于合作目标的测量，采用主动目标发生器或者被动角反射器作为合作目标，采用单目相机即可完成目标相对6个自由度的位置测量，对于合作目标双目测量系统在原理上仍然可以满足测量要求，只是它要比单目相机复杂。

然而，对于非合作目标，即没有任何事先安装的标志，若要达到上文中提到的交会对接，就不能采用某种空间分布的标志灯或者反射器之类的已知测量对象作为参考目标。对于非合作目标交会对接测量，为了使测量系统覆盖几十米到亚米的测量范围，目前航天在该技术领域仍在探索之中，没有很成熟的技术。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种双基线非合作目标双目测量系统，能够实现对非合作目标的测量。

本发明的技术解决方案是：一种双基线非合作目标双目测量系统，其特征在于：包括一组长基线双目相机、一组短基线双目相机、两组主动照明系统和数据处理计算机，长基线双目相机位于两边，短基线双目相机位于中间部位，长基线双目相机和短基线双目相机中间的基线夹角为0°至180°，长基线双目相机的最小探测距离对应短基线双目相机的最长探测距离，长基线双目相机和短基线双目相机各配置一组主动照明系统，每组主动照明系统的照明发射张角大于等于单个相机的视场角，数据处理计算机对长基线双目相机(1)和短基线双目相机的成像进行处理；

长基线双目相机或短基线双目相机对目标在最大探测距离处的成像比率MDSR满足关系：MDSR不小于长基线双目测量系统或短基线双目测量系统视场的1/5，即MDSR_min＝0.2，其中

长基线双目相机或短基线双目相机对目标在最小探测距离处重叠区的成像宽度比率MDCR满足：MDCR不小于长基线双目测量系统或短基线双目测量系统视场的1/2，即MDCR_min＝0.5，其中

中心偏移率CDR满足：CDR<θ2-ω02θ2=1-ω0θ,]]>CDR=ωdθ/2=2(γ-arctanB2dmax)θ;]]>