王 立，顾营迎，郭绍刚，李 涛，储 怡

(1.北京控制工程研究所 光电事业部，北京100190;2.佳木斯大学 理学院基础物理部，黑龙江 佳木斯 154002)

引言

实现对空间非合作目标运动状态的测量是当前的热点研究领域[1-2]。常用的测量方案有主动激光雷达、被动双目相机、被动单目相机和结构光相机等[3-4]。在实际的应用中，由于对非合作目标运动状态的测量有一个由远及近、由粗略估计到精确测量、由目标快速自旋到消旋降速的过程，同时整个过程中的光照环境条件各异，所以很难有一种测量方案可以应对全过程的测量需求，大多的研究方案都有其应用的针对性和适应性[5-8]。

单目相机具有体积小、功耗低、成像信息丰富、配置应用方便等特点，利用单目相机实现部分非合作目标运动状态的测量、估计，可以很好地实现与其他测量手段的数据融合，增加系统测量数据的可靠性。Nassir实现一种基于单目相机的近距离、有光照反射条件下的非合作目标位姿测量方法，该方法运用了矢量量化和单词树检索技术[9]；Sharma 系统比较了3种基于单目相机的空间目标位姿估计方法，考虑了空间环境应用的特殊性，如计算资源有限、图像信噪比低和对比度高等，并给出了算法比较结果和改进建议[10]；Particular 提出一种非合作目标相对位置、速度、姿态和形状的滤波估计方法，利用了单目相机和距离敏感器的原始数据[11]；Tzschichholz 提出一种利用3D-TOF相机和高分辨率单目相机相结合的非合作目标相对位姿测量方法，可以实现60 Hz的测量实时性[12]；……