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空间非合作旋转目标的模型重建与位姿优化

论文摘要

针对模型未知的空间非合作旋转目标的模型重建和位姿估计问题,利用激光雷达采集的3D点云,提出一种基于位姿图优化的SLAM技术框架,以解决跟踪过程中产生的累积误差问题。首先,根据迭代最近点（Iterative Closest Point,ICP）算法计算相邻关键帧之间的相对位姿信息,通过位姿跟踪方法获得当前关键帧的位姿,由此构建跟踪航天器的相对位姿图;采用GLAROT-3D（Geometric LAndmark relations ROTation-invariant 3D）全局描述子检测闭环,并将闭环约束添加到位姿图中;最后采用基于位姿图优化的方法进行位姿调整,并更新模型点云。在仿真实验中,噪声标准差达到100mm时,姿态测量误差小于2°;在地面实验中,姿态测量误差小于2.5°,并较好地重建了目标的点云模型,算法的精度及抗噪声能力基本满足非合作目标相对位姿测量的任务需求。

论文目录

  • 1 引言
  • 2 系统方案
  • 3 闭环检测
  •   3.1 3D点云全局描述子
  •   3.2 全局描述子的比较
  • 4 位姿图优化
  •   4.1 关键帧选择
  •   4.2 位姿图优化
  • 5 测量实验与结果
  •   5.1 仿真实验
  •   5.2 地面实验
  • 6 结论

    • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 尹芳,吴云

    关键词: 非合作旋转目标,闭环检测,模型重建,位姿图优化

    来源: 光学精密工程 2019年08期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅱ辑,信息科技

    专业: 航空航天科学与工程,电信技术,计算机软件及计算机应用

    单位: 北京航空航天大学机械工程及自动化学院,北京控制工程研究所

    基金: 国家自然科学基金资助项目(No.61633002)

    分类号: TN958.98;V52;TP391.41

    页码: 1854-1862

    总页数: 9

    文件大小: 941K

    下载量: 148

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    本文来源: https://www.lunwen66.cn/article/e32b5e0db20f16d5cc2ed061.html