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基于正交Procrustes分析的航天器单目视觉相对位姿确定方法
  • ISSN号:1007-2276
  • 期刊名称:《红外与激光工程》
  • 时间:0
  • 分类:V448.22[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
  • 作者机构:哈尔滨工业大学卫星技术研究所,黑龙江哈尔滨150080
  • 相关基金:国家自然科学基金重大计划项目(91438202)
中文摘要:

相对位姿确定是航天器交会对接、在轨服务等航天任务的关键技术之一,采用单目视觉相机进行相对位姿确定是其有效解决途径。针对基于特征点的空间目标相对位姿单目视觉确定问题,提出了一种基于拟投影线思想和正交Procrustes分析的相对位姿求解迭代方法。该方法在基于逆投影线构建的优化模型基础上,将绝对定向问题转化成正交Procrustes分析模型,利用持续投影算法将姿态矩阵分列优化并进行全局修正求得最优姿态矩阵。最后,以航天器相对位姿确定为背景,对所提算法进行了数学仿真,结果表明该方法能够较快收敛并具有较高的鲁棒性。

英文摘要:

Pose(relative attitude and position) estimation is one of the key technologies in space missions,such as on-orbit servicing, rendezvous and docking, etc. One of the most efficient way to solve this problem is observation on the target by monocular vision such as single CCD measurement. Aiming at the pose estimation of space target based on feature points, an iteration algorithm using obverse projection and orthogonal Procrustes analysis was introduced. Turning the original pose estimation problem to a standard form of orthogonal Procrustes problem, the orthogonal Procrustes problem was solved in the way of successive projection. The key of successive projection method was optimized the attitude matrix row by row. Each row can be solved as a least square problem constrained by a quadratic equation. This algorithm has a global updating and result will be given when errors are within permission. At last, under the background of pose estimation between non-cooperative spacecraft, the simulation experiment shows that this algorithm has both fast convergence speed and strong robustness.

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期刊信息
  • 《红外与激光工程》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国航天科工集团
  • 主办单位:天津津航技术物理研究所
  • 主编:张锋
  • 地址:天津市空港经济区中环西路58号
  • 邮编:300308
  • 邮箱:irla@csoe.org.cn
  • 电话:022-58168883 /4/5
  • 国际标准刊号:ISSN:1007-2276
  • 国内统一刊号:ISSN:12-1261/TN
  • 邮发代号:6-133
  • 获奖情况:
  • 1996年获航天系统第五次科技期刊评比三等奖,1998年获航天系统第六次科技期刊评比二等奖,1997-2001年在天津市科技期刊评估中被评为一级期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:17466