摘要：星箭对接环是空间飞行器上普遍存在的结构,常在空间非合作抓捕任务中作为位姿测量与抓捕固定的特征部件。采用对接环空间圆特征进行视觉测量可以计算圆心位置,但圆心并非对接环实体结构,无法直接作为抓捕导航点。考虑对接环轮廓在图像中的几何不变特征,提出一种基于最短路径原则的环上抓捕点单目视觉导航方法,并给出了抓捕点导航参数计算模型。同时针对视觉测量中复杂目标环境的测量图像,提出了一种类圆轮廓提取方法,处理过程包括了图像中轮廓的分割、筛选与组合。通过数字仿真试验和半实物仿真试验进行验证,结果表明本方法能够有效剔除噪声轮廓,对接环上抓捕点测量准确稳定,抓捕点位置计算误差小于1 mm,角度误差小于0.5°。

关键词：空间抓捕 对接环 空间圆特征 视觉导航 轮廓提取 

单位：哈尔滨工业大学空间光学工程研究中心; 哈尔滨150006; 上海航天控制技术研究所; 上海201109; 燕山大学