赵迪, 孙冲, 袁建平, 袁静

(西北工业大学 航天学院, 陕西 西安 710072)

伴随着空间探索的不断深入和空间任务的不断升级[1]，空间非合作目标的信息测量和参数估计成为在轨服务任务的关键技术。尤其是近年来，随着空间航天器数量指数级增长，空间抓捕、碎片清理、轨道加注等在轨操作任务需求更为迫切[2-4]。而对缺乏先验信息的空间翻滚非合作目标的运动参数识别是上述非合作目标空间操作及在轨服务的前提和必要条件。由于缺少相关的几何构型等先验知识，也没有可用于合作的人工标记，导致传统的协同算法可能不再适用，给相对状态估计带来了很大的挑战。由于视觉感知的被动特性，基于视觉的方法在非合作目标相对状态估计研究中日益受到人们的关注和重视。

目前，针对已知目标模型或部分信息的“合作目标”的视觉测量己有了广泛的研究[5-8]，但应用于真正非合作目标的算法却很少。Biondi等[9]提出一种假定目标上存在合作的标识点或其3D几何构型已知的视觉观测方法。然而该方法需要特征点在目标坐标系中的坐标已知，只存在部分噪声，即假定已知目标的模型先验信息。Li等[10]提出了一种基于连续点云的空间目标状态估计方法，在不知道空间目标结构的情况下，实现了交会过程中对空间翻滚目标的状态估计。但该方法假定目标点云姿态测量数据已通过立体视觉观测粗略测得，即假定可以持续性地对目标进行有效观测，没有考虑到观测量不足的情况。……