交会对接成像敏感器成像参数设计

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1、第23卷第5期载人航天Vol.23No.52017年10月MannedSpaceflightOct.2017交会对接成像敏感器成像参数设计12魏高乐，朱小溪（1.北京控制工程研究所，北京100190；2.北京卫星制造厂，北京100180）摘要：基于交会对接成像敏感器在轨成像目标相对距离变化较大的特性，分析了敏感器嵌入式软件对曝光积分时间、激光发光功率等各项成像参数配置的方法。针对有先验数据、无先验数据初始捕获、跟踪模式等三个不同的工作模式特性与模式切换逻辑，设计了一种初始捕获参数试配方法，并将其与跟踪模式下的最优化参数实时计算相结合，形成了完整的交会对接成像敏感器成像参数设计方

2、案，并进行了仿真测试，结果表明该方法能够有效确保在轨实时图像清晰度满足位姿测算要求，可为交会对接末段制导相对位姿测算提供保障。该方法拟应用于我国后续交会对接任务中。关键词：参数配置；嵌入式软件；交会对接；成像敏感器中图分类号：V445.8；TP391.41文献标识码：A文章编号：1674-5825（2017）05-0631-05DesignofImagingParametersforRVDImageSensor12WEIGaole，ZHUXiaoxi（1.BeijingInstituteofControlEngineering，Beijing100190，China；2.Bei

3、jingSpacecrafts，Beijing100180，China）Abstract：BasedonthedramaticchangesofinteractdistancebetweenthetwospacecraftsduringtheprocessofRendezvousandDocking（RVD），thesoftwarestrategytodeterminetheimagingparameterssuchastheintegralexposuretimeandthelaserpowerwasanalyzed.Therewere3differentworkmodesi

4、ncludingtheinitialcapturewithorwithoutprioridatamodesandthetracemode.Anewadaptionmeth-odwasproposedtargetingthedifferentcharacteristicsofthe3workmodesoftheembeddedsoftwareandtheswitchingstrategy.AmethodfordesignatingtheimagingparametersofRVDimagesensorwasgivenanditwascombinedwiththereal-time

5、algorithmoftheparametersforthetrackmode.Thenumericalsimulationresultsshowedthatthenewmethodcouldensuretheclarityofthereal-timeRVDterminalguidanceimageon-orbit.ThemethodmaybeusedinfutureRVDtasksinChina.Keywords：parameterconfiguration；embeddedsoftware；RVD；imagesensor其中所使用的测量敏感器即为交会对接光学成像1引言敏感器

6、，作为在此阶段测量两个飞行器相对位置、随着载人航天技术逐步成熟，空间交会对接姿态的唯一敏感器，它是任务成功的关键。［1-2］光学成像敏感器对目标飞行器若干目标灯拍（RVD）技术正发挥着越来越重要的作用。中国在交会对接特别是自主交会对接技术上的发展照成像，并通过嵌入式软件对图像进行实时处理。突飞猛进，不仅完全掌握了交会对接技术，而且完软件将图像中的光点进行提取、识别，并基于已知成了所有交会对接测量设备的自主研发与应的目标光点构造布局进行迭代运算，最终计算得用［3］。在对接过程中的接近靠拢段，追踪飞行器出两舱的相对位置和姿态。随着交会对接技术的发展以及相关型号的增加，系统对成像敏感

7、器的利用相对位置、角度测量敏感器精确测量两个飞性能要求日益提升。提高图像处理速度、提升敏行器的距离、相对速度和姿态，同时启动小发动机［4-5］感器输出数据更新频率成为交会对接任务可靠进行机动，使之沿对接走廊向目标最后逼近。收稿日期：2017-02-13；修回日期：2017-08-03基金项目：国防基础科研资助项目（JCKY2016203B006）第一作者：魏高乐，男，硕士，高级工程师，研究方向为图像处理、模式识别。E-mail：stgaole＠163.com632载人航天第23卷［6］性、安