基于图的关键点网络用于非合作航天器的单目姿态估计
计算机视觉与模式识别
2025-07-16 v1
摘要
非合作航天器的单目姿态估计对于卫星维护、太空碎片清除和 station assembly 等在轨服务 (OOS) 任务至关重要。考虑到对姿态估计精度的高要求，主流的单目姿态估计方法通常由关键点检测器和 PnP 求解器组成。然而，当前的关键点检测器对非合作航天器的结构对称性和部分遮挡仍然十分脆弱。为此，我们提出一种基于图的关键点网络 (GKNet) 用于非合作航天器的单目姿态估计，利用关键点图的几何约束。为更好地验证关键点检测器，我们构建了一个中等规模的数据集用于航天器关键点检测，命名为 SKD，包含 3 种航天器目标、9 万模拟图像以及对应的高精度关键点标注。大量实验和消融研究表明，我们的 GKNet 在各种当前最先进的航天器关键点检测器中具有高精度和有效性。GKNet 代码及 SKD 数据集已发布于 https://github.com/Dongzhou-1996/GKNet。
引用
@article{arxiv.2507.11077,
title = {GKNet: Graph-based Keypoints Network for Monocular Pose Estimation of Non-cooperative Spacecraft},
author = {Weizhao Ma and Dong Zhou and Yuhui Hu and Zipeng He},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.11077},
year = {2025}
}