非合作航天器逆深度参数化姿态估计

• 作者: 刘宗明 叶东 张宇 曹姝清
• 来源期刊: 光学精密工程
• 学科: 工学
• 关键词: 非合作目标 逆深度参数 姿态估计 EKF RANSAC
• 年，卷（期）: 2017,（2）
• 所属期刊栏目: 微纳技术与精密机械
• 页码范围: 451-459
• 页数: 9页
• 分类号: TP274+.2
• 字数: 4737字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/OPE.20172402.0451

摘要

为了实现对空间失效卫星、空间碎片等非合作目标,尤其是具有自旋运动特性的目标进行在轨服务或者离轨清除,需要精确完成追踪飞行器与目标飞行器之间的相对姿态测量.首先,以逆深度参数化表示相机在世界坐标系下的坐标值、高低角、方位角和深度信息,可以有效解决小视差情况下的单目视觉姿态估计.其次,建立了相机相对于非合作目标的运动模型和测量模型.最后,基于单点随机抽样和扩展卡尔曼滤波实现了相机和目标之间的相对运动姿态估计.实验结果表明:对于三轴稳定目标,接近过程中姿态测量精度约为0.5.;对于匀速慢旋目标,相对角度误差约为3.5％,平均角速度误差约为0.1./s.可以满足工程上空间非合作目标相对姿态测量的使用需求.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	叶东	哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院	90	814	17.0	25.0
2	刘宗明	哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院	7	22	3.0	4.0
8	张宇		8	4	1.0	2.0
12	曹姝清		4	8	2.0	2.0