非合作目标超近距离双目测量系统误差分析

摘要

采用双目视觉测量系统实现精确测量空间非合作目标与卫星平台间相对位置及相对姿态,已成为实现对空间非合作目标交汇对接操作的基础,需要深入研究其系统指标与相对测量误差间的关系.特征目标匹配误差、双目视觉成像系统光学参数直接影响双目测量系统相对测量精度.目前,特征目标匹配像元误差已基本可控,需要通过研究相对测量误差与双目视觉成像系统光学参数间的复杂关系,指导双目视觉成像系统光学工程参数的确定.本文在深入研究非合作目标超近距离相对位置、相对姿态测量原理的基础上,给出了双目视觉测量误差与其成像光学系统参数间的关系.仿真数据表明:对于双目位置及姿态测量系统,相对位置和姿态的误差均随目标远离而增大,随测量系统光学焦距增大而减小.当双目光学测量系统焦距f=0.060m、目标距离L=50m、传感器像元尺寸为5.5μm×5.5μm,可实现双目测量系统相对位置误差优于0.162m,相对姿态(光轴上)误差优于0.593°.仿真数据分析结果已应用于某双目对接测量系统项目中,作为其物理参数确定的重要依据之一.