基于航天应用的多圆特征识别和姿态估计

为了实现多圆特征识别和姿态估计, 将航天器常见的几何特征如旋转体(SOR)应用于姿态估计, 提出了一种基于椭圆归类的单目视觉姿态估计方法。在图像中采用基于弧段的椭圆检测方法检测目标上的椭圆特征; 提出一种基于SOR空间圆平行性和垂直性约束的椭圆归类方法, 得到合理的椭圆特征; 利用这些特征估计航天器和摄像机之间的姿态。实验结果表明：该方法具有较好的椭圆归类效果和姿态估计精度, 对于含有0~16%的椒盐噪声的仿真图, 归类精确率不低于97%; 实物实验中, 角度误差不超过1°, 深度方向(小于10 m)的测量误差不超过80 mm, 其他方向的测量误差不超过15 mm。