中国空间科学技术 ›› 2026, Vol. 46 ›› Issue (5): 38-47.doi: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2026.0075
田启航1,杨巍1,*,林大泳2,徐云飞2
TIAN Qihang1,YANG Wei1,*,LIN Dayong2,XU Yunfei2
摘要: 自主地形相对导航是未来行星探测任务中的一项关键技术。传统的地形相对导航方法通常依赖陆标检测与图像配准,即通过导航图像与星载地图间的数据关联实现飞行器的相对位姿测量。测量值与地图的匹配问题是一项复杂且资源密集型的任务,且对于星上先验状态精度要求较高。特征匹配是计算机视觉领域中的一项关键任务,其目的是通过鲁棒的视觉模型,实现真实变化场景下稳定及准确的图像配准。本文针对未来深空地外天体探测任务中的自主光学导航问题进行了研究,首次提出了RoMa-TRN,即一种基于RoMa特征匹配的无地图自主地形相对导航方法。针对单目相机的连续影像,该方法使用视觉预训练模型进行前端特征匹配,并构建视觉里程计,求解最小二乘问题实现帧间飞行器的运动方向估计。该测量值可作为星上导航滤波器的输入,用于更新飞行器状态。实验结果表明,相比于其他特征匹配方法,本文所述方法在不同光照及视角变化条件下均能实现准确及鲁棒的图像配准。在太阳高度角为1°及89°的极端工况下,本文所述方法未见显著性能退化。在10km轨道高度上,本文所述方法可达到约0.03°的运动方向估计精度,可为导航滤波器提供高精度的运动方向观测。