基于截断最小二乘和半正定规划的空间非合作目标相对位姿估计

作     者：潘汉 曹姝清 武海雷 敬忠良 顿向明 PAN Han;CAO Shuqing;WU Hailei;JING Zhongliang;DUN Xiangming

作者机构：上海交通大学航空航天学院上海200240 上海航天控制技术研究所上海201109 上海市空间智能控制技术重点实验室上海201109 

基　　金：航天八院联合基金(USCAST2020-23) 上海市青年科技英才扬帆计划(20YF1417300) 国防基础科研项目(2021110B134) 国家自然科学基金(61603249,61673262) 武汉第二船舶设计研究所及国家自然科学基金企业联合基金(U20B2054) 

出 版 物：《飞控与探测》 (Flight Control & Detection)

年 卷 期：2022年第5卷第4期

页      码：50-56页

摘      要：面向空间在轨服务和碎片清除的重大应用需求,围绕空间光场复杂、空间目标尺度变化及相对姿态与位置强耦合等难题,提出了一种基于截断最小二乘与半正定规划的空间非合作目标相对位姿估计方法。基于TOF相机,首先进行体素下采样,提取快速点特征直方图(FPFH)特征,考虑目标的局部几何结构尺寸,计算两组FPFH特征的相似度并预测特征之间的对应关系,采用截断最小二乘和半正定规划方法对姿态和位置进行解耦,实现了空间非合作目标的相对位姿估计。使用非合作目标的3D模型进行仿真验证,仿真结果表明:该方法在三种不同高斯噪声强度下具有较好的估计特性,为后续的工程应用及在轨任务实施提供了理论与技术支撑。

主 题 词：空间非合作目标 相对位姿估计 截断最小二乘 半正定规划 

学科分类：0711[理学-心理学类] 07[理学] 08[工学] 080401[080401] 080203[080203] 0804[工学-材料学] 080402[080402] 0802[工学-机械学] 

馆 藏 号：203115465...