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一種空間非合作目標相對位姿緊耦合估計方法
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作者:
作者單位:

南京航空航天大學(xué) 電子信息工程學(xué)院

作者簡(jiǎn)介:

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基金項目:

航空科學(xué)基金(20182052011);中國航天科技集團有限公司第八研究院產(chǎn)學(xué)研合作基金(SAST 2020-019)。


A tight coupling method for relative pose estimation of the spatial non-cooperative targets
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    摘要:

    航天活動(dòng)中的許多任務(wù)如對目標的繞飛觀(guān)測和逼近停靠等測控任務(wù),其中的關(guān)鍵技術(shù)之一是相對位姿估計,而對非合作目標的相對位姿估計更是其中的重點(diǎn)與難點(diǎn)。針對該難點(diǎn),提出了一種融合單目相機和激光測距儀的空間非合作目標相對位姿緊耦合估計方法。采用單目相機獲取目標序列圖像,在初始化時(shí)利用激光測距儀解決單目相機尺度模糊性問(wèn)題,構建真實(shí)尺度下的世界坐標系,在后續對非合作目標進(jìn)行連續位姿估計時(shí),使用緊耦合的形式融合相機與激光測距儀數據來(lái)優(yōu)化估計位姿,并且解決估計漂移問(wèn)題。最后使用Blender軟件生成空間非合作目標序列圖像,仿真驗證了本文算法能穩健地得到較高精度的空間非合作目標的相對位姿,且擁有較好的實(shí)時(shí)性。

    Abstract:

    In many space missions such as fly-around observing and approaching the targets, the relative pose estimation of non-cooperative space targets is one of the key technologies. In this paper, A tight coupling method for relative pose estimation of the non-cooperative space targets based on monocular camera and laser rangefinder is proposed. The monocular camera is used to obtain the sequence image of the target. The laser rangefinder is used to solve the scale fuzziness problem of monocular camera and construct the world coordinate system in real scale during initialization. In the continuous pose estimation, the camera data and the laser rangefinder data are fused in a tightly coupled form to optimize the estimated pose. The non-cooperative space target images generated by Blender are used for simulation. The results show that the method proposed in this paper has good real-time performance and can estimate the relative pose of non-cooperative space targets accurately and robustly.

    參考文獻
    相似文獻
    引證文獻
引用本文

劉柯,汪玲,劉寒寒,張翔.一種空間非合作目標相對位姿緊耦合估計方法計算機測量與控制[J].,2022,30(6):176-181.

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  • 收稿日期:2021-12-01
  • 最后修改日期:2022-01-06
  • 錄用日期:2022-01-07
  • 在線(xiàn)發(fā)布日期: 2022-06-21
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