易 兵 敬忠良 潘 汉

上海交通大学航空航天学院，上海 200240



基于2D/3D多特征融合的近距离空间非合作目标相对测量方法*

易 兵 敬忠良 潘 汉

上海交通大学航空航天学院，上海 200240

面向空间在轨服务重大应用需求，以提高系统自主性和空间环境适应性为目标，发展了一种空间非合作目标三维重建、目标识别和位姿估计一体化的近距离相对测量方法。该方法基于二维图像信息和深度数据，通过数据融合并重建出非合作目标的稠密三维模型，接着基于快速迭代最近点配准算法，提出基于SIFT和SHOT特征融合的三维识别方法，为系统的相对位姿估计提供有效的参数初始化。本文方法可进一步减少地面的干预，增强在轨服务系统的自主性，扩展系统的工作范围。地面仿真实验验证了该方法的可行性和有效性。 关键词 非合作目标；相对位姿测量；三维重建；三维目标识别

空间非合作目标近距离相对测量是卫星在轨服务中的关键技术之一[1]。它为服务卫星接近、捕获空间非合作目标，开展修理维护等空间任务提供关键导航支持。

空间非合作目标相对测量受到各国科研人员的关注。美国FREND项目[2]、欧空局TECSAS/DEOS项目[3]和欧洲多国合作的PRISMA项目[4]都使用了视觉测量载荷确定非合作目标的相对位置和姿态。加拿大Neptec公司开发了基于激光雷达的视觉系统TriDAR，并通过三维点云配准的方式来测量非合作目标[5]。我国在这个领域的研究亦活跃而有成果。郝刚涛[6]和张劲锋[7]等分别提出了基于单目相机的航天器相对位姿测量方法。……