軌道上サービスにおける非協力宇宙機の相対姿勢測定という重要任務に対し、二眼ステレオビジョン法を提案した。本手法は、2台の広視野可視光カメラを用いて高解像度画像を取得し、両側フィルタリング法で画像を前処理し、続いて弧状セグメント近似法でターゲット表面のドッキングリングの楕円を抽出し、ハフ変換法でターゲットの矩形枠特徴を抽出する。さらに、極線制約基準、ドッキングリングサイズ制約、およびオプティカルフロートラッキング法を導入して、アルゴリズムの抽出精度と効率を向上させる。ステレオビジョンを利用して非協力ターゲットのドッキングリング面と枠のコーナーポイントを構築し、ターゲット座標系を確立し、世界座標系との姿勢関係を解算する。暗室環境での実験結果は、二眼カメラシステムの接近（12.0~2.0 m）実験において、相対位置精度が1.0 cm以内、相対姿勢精度が0.41°以内であることを示し、ターゲット姿勢回転実験では相対位置精度が1.3 cm以内、相対姿勢精度が0.88°以内であり、姿勢解算精度が高く、追尾宇宙機に連続した姿勢ナビゲーション情報を提供できることを示した。

二眼ステレオビジョン;非協力ターゲット;両側フィルタリング;姿勢測定;軌道上サービス