【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于激光雷達(dá)，具體涉及一種用于激光雷達(dá)空間目標(biāo)位姿測量的模型實時更新方法。
技術(shù)介紹
1、基于激光雷達(dá)的空間非合作目標(biāo)位姿測量中，通常采用模型匹配算法進(jìn)行目標(biāo)的位姿解算。模型匹配算法的基本過程是通過將目標(biāo)實時三維點云數(shù)據(jù)和預(yù)存的目標(biāo)先驗?zāi)Ｐ蛿?shù)據(jù)進(jìn)行匹配，得到兩者之間的平移旋轉(zhuǎn)關(guān)系即目標(biāo)的相對位姿。常用的算法包括迭代最近點算法（iterative?closest?point，icp）、正態(tài)分布算法（normal?distributionstransform，ndt）、特征匹配算法（feature-based?registration，fsr）等。其中，icp算法較為常用，且在空間非合作目標(biāo)測量過程中表現(xiàn)良好，可達(dá)到厘米級和亞度級的位置和姿態(tài)精度。該算法的前提是目標(biāo)的參考模型已知，通常預(yù)存于激光雷達(dá)設(shè)備中。已知的參考模型，一般來自于目標(biāo)的設(shè)計模型cad或在軌前的三維重建。然而，在軌后由于外部環(huán)境、自身的活動以及長期在軌道上的老化效應(yīng)的影響，目標(biāo)的結(jié)構(gòu)和運動特性等可能會發(fā)生變化，與已知的目標(biāo)設(shè)計模型存在不同程度的不一致性。例如太陽能電池板在展開過程中發(fā)生故障，hubble望遠(yuǎn)鏡的太陽能電池板曾因熱脹冷縮和微流星體撞擊產(chǎn)生了裂紋和穿孔。這些因素都會導(dǎo)致位姿測量傳感器無法始終準(zhǔn)確地匹配目標(biāo)實際的點云數(shù)據(jù)，從而降低位姿測量的精度。因此，有必要通過實時模型更新方法來適應(yīng)新的數(shù)據(jù)，確保兩者匹配過程的準(zhǔn)確性和魯棒性。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、為解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)提供了一種用于激光雷達(dá)空
2、為實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采用的技術(shù)方案如下：
3、一種用于激光雷達(dá)空間目標(biāo)位姿測量的模型實時更新方法，所述方法包括：
4、步驟1、對激光雷達(dá)獲取的點云數(shù)據(jù)進(jìn)行引導(dǎo)濾波；
5、步驟2、將引導(dǎo)濾波后的點云數(shù)據(jù)與預(yù)存的目標(biāo)參考模型的點云數(shù)據(jù)進(jìn)行icp配準(zhǔn)；
6、步驟3、計算配準(zhǔn)后的點云數(shù)據(jù)與目標(biāo)參考模型的點云數(shù)據(jù)的距離和重疊區(qū)；
7、步驟4、將重疊區(qū)的點云體素化，逐體素將配準(zhǔn)后的點云數(shù)據(jù)和預(yù)存的目標(biāo)參考模型的點云數(shù)據(jù)加權(quán)融合，將融合后的點云數(shù)據(jù)作為新的目標(biāo)參考模型的點云數(shù)據(jù)，與引導(dǎo)濾波后的點云數(shù)據(jù)重新進(jìn)行icp配準(zhǔn)，計算目標(biāo)的相對位姿。
8、本專利技術(shù)的有益效果在于：
9、本專利技術(shù)中首先采用引導(dǎo)濾波對激光雷達(dá)獲取的點云進(jìn)行平滑，增加其與參考點云的相似度。然后采用基于體素濾波的點云加權(quán)融合方法，逐體素將雷達(dá)獲取的點云和參考點云進(jìn)行融合，最終生成更新后的模型點云。更新后的模型點云在局部細(xì)節(jié)和精度表現(xiàn)上和激光雷達(dá)實時獲取的點云一致性更高，因此可以提高配準(zhǔn)精度，達(dá)到更高的位姿解算精度。
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1.一種用于激光雷達(dá)空間目標(biāo)位姿測量的模型實時更新方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于激光雷達(dá)空間目標(biāo)位姿測量的模型實時更新方法，其特征在于，所述步驟1包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于激光雷達(dá)空間目標(biāo)位姿測量的模型實時更新方法，其特征在于，所述步驟2包括以參考模型點云為基準(zhǔn)，濾波后的點云為待配準(zhǔn)點云，執(zhí)行ICP配準(zhǔn)，具體包括以下步驟：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于激光雷達(dá)空間目標(biāo)位姿測量的模型實時更新方法，其特征在于，所述步驟3包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于激光雷達(dá)空間目標(biāo)位姿測量的模型實時更新方法，其特征在于，所述步驟4包括：
【技術(shù)特征摘要】
1.一種用于激光雷達(dá)空間目標(biāo)位姿測量的模型實時更新方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于激光雷達(dá)空間目標(biāo)位姿測量的模型實時更新方法，其特征在于，所述步驟1包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于激光雷達(dá)空間目標(biāo)位姿測量的模型實時更新方法，其特征在于，所述步驟2包括以...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王鳳香，黃庚華，舒嶸，劉向鋒，劉鴻彬，
申請(專利權(quán))人：中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：
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