联合EKF和EKPF的空间非合作目标单目位姿估计

• 作者: 金泽明 汪玲 刘柯 杜荣华 张翔
• 来源期刊: 宇航学报
• 关键词: 非合作目标 单目视觉 相对位姿 扩展卡尔曼滤波 扩展卡尔曼粒子滤波
• 年，卷（期）: 2021,（7）
• 所属期刊栏目: 制导、导航、控制与电子|GNC and Electronics
• 页码范围: 907-916
• 页数: 10页
• 分类号: V448.2
• 语种: 中文
• DOI: 10.3873/j.issn.1000-1328.2021.07.011

摘要

针对微小卫星自主抵近任务中模型未知的非合作目标的相对位姿估计难题,提出一种联合扩展卡尔曼滤波EKF和扩展卡尔曼粒子滤波EKPF的非合作目标的单目位姿估计方法.以任务星相机坐标系为参考,构建非合作目标的相对运动模型.以目标图像中的特征点坐标为观测值,构建非合作目标测量方程.对相对位姿和特征点三维坐标进行初始化后,利用扩展卡尔曼粒子滤波估计目标相对位姿,利用扩展卡尔曼滤波估计特征点三维坐标.使用OpenGL生成非合作目标空间图像进行仿真验证,结果表明本文提出的非合作目标单目位姿估计方法可获得较高精度的位姿估计,且具有较好的鲁棒性.相比已有方法,本文方法不需要初始位姿假设,且能够有效减小计算时间,提高位姿估计效率.