文档名：基于激光雷达的非合作航天器姿态测量
摘要：针对目标自遮挡导致姿态解算精度较低的问题,提出了一种基于激光雷达(LiDAR)点云的空间非合作目标姿态估计方法.初始姿态获取阶段,通过RANSAC算法与曲率聚类分割算法对目标特征分割,再与模板特征进行匹配获得粗配准变换矩阵,然后利用迭代最近点(ICP)算法精配准解算初始姿态;姿态跟踪阶段,通过快速点云配准计算相对姿态,通过逐帧点云姿态传递完成目标姿态测量.利用卫星模型搭建实验平台进行姿态测量实验.实验结果表明:所提方法能够稳定完成姿态解算,验证了所提方法的精度与可行性.
Abstract：Attitudemeasurementofnon-cooperativetargetisakeytechnologyinspacerendezvousanddocking.Aimingattheproblemoflowattitudecalculatingprecisioncausedbytargetself-occlusion,aspatialnon-cooperativetargetattitudeestimationmethodbasedonLiDARpointcloudisproposed.Intheinitialposeacquisitionstage,thetargetfeaturesaresegmentedbytheRANSACalgorithmandthecurvatureclusteringsegmentationalgorithm,andmatchwiththetemplatefeaturestoobtainaroughregistrationtransformationmatrix,andtheiterativeclosestpoint(ICP)algorithmisusedforfineregistrationtosolvetheinitialpose.Intheattitudetrackingstage,therelativeattitudeiscalculatedbyfastpointcloudregistration,andthetargetattitudemeasurementiscompletedbyframe-by-framepointcloudattitudetransfer.Thesatellitemodelisusedtobuildanexperimentalplatformforattitudemeasurementexperiments.Theexperimentalresultsshowthattheproposedmethodcanstablycompletetheattitudecalculation.Theprecisionandfeasibilityoftheproposedmethodareverified.
作者：冯田 冯志辉 南亚明 雷铭 Author：FENGTian FENGZhihui NANYaming LEIMing
作者单位：中国科学院空间光电精密测量技术重点实验室,四川成都610209;中国科学院光电技术研究所,四川成都610209;中国科学院大学,北京100049中国科学院空间光电精密测量技术重点实验室,四川成都610209;中国科学院光电技术研究所,四川成都610209
刊名：传感器与微系统
Journal：TransducerandMicrosystemTechnologies
年，卷(期)：2024, 43(2)
分类号：TP391
关键词：激光雷达 非合作目标 姿态测量 点云配准
Keywords：LiDAR non-cooperativetarget attitudemeasurement pointcloudregistration
机标分类号：V448.2TP391.41TP273
在线出版日期：2024年2月26日
基金项目：基于激光雷达的非合作航天器姿态测量[
期刊论文] 传感器与微系统--2024, 43(2)冯田 冯志辉 南亚明 雷铭针对目标自遮挡导致姿态解算精度较低的问题,提出了一种基于激光雷达(LiDAR)点云的空间非合作目标姿态估计方法.初始姿态获取阶段,通过RANSAC算法与曲率聚类分割算法对目标特征分割,再与模板特征进行匹配获得粗配准变换...参考文献和引证文献
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