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

来源：飞控与探测, 2022, 5(04): 50-56.

• 空间非合作目标
• 相对位姿估计
• 截断最小二乘
• 半正定规划

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。

• 单位
  上海交通大学; 上海航天控制技术研究所; 航天学院