【摘 要】
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激光雷达是一种体积小、重量轻、测量精度高、抗干扰能力强的传感器,随着性能不断提升,其在航空航天领域的实际应用日益增强。目前,世界上各航天大国均在大力研究激光雷达技
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激光雷达是一种体积小、重量轻、测量精度高、抗干扰能力强的传感器,随着性能不断提升,其在航空航天领域的实际应用日益增强。目前,世界上各航天大国均在大力研究激光雷达技术在交会对接过程中的应用。本文对激光雷达在最后逼近段和对接阶段的应用进行了研究,基于三维点云数据,对空间站的位置和姿态进行自动估计。主要研究内容如下:1、基于Gazebo三维仿真器搭建用于姿态估计的仿真系统,该系统可以模拟空间站与激光雷达的运动模态,并实现空间站三维点云数据的采集、发送、接收和处理。2、采用ICP算法和RANSAC算法相结合的方法进行空间站的位姿估计,对该方法的精度以及运行时间进行了分析,验证了算法的有效性。3、针对ICP算法收敛速度慢的问题,提出了基于RANSAC算法的点云粗配准方法。实验结果表明,该方法有效提高了ICP算法的处理速度和计算精度,具有一定的应用价值。4、针对交会对接对接阶段后半段ICP算法由于点云中点的数量下降导致计算精度下降的问题,本文使用RANSAC算法在交会对接对接阶段的后半段进行空间站姿态估计。仿真结果论证了该方法的有效性
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