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80mm,其他方向的测量误差不超过15mm。