面向自主交会、接近操作与对接的航天器基准标记
现有基准标记多为单尺度且针对地面机器人设计，在接近和对接阶段会离开相机视野。本文提出AstraTag，一种基于方形Spidron递归自相似结构的基准标记，支持多尺度检测、48位GRS编码识别，并采用薄板样条重映射处理曲面。在曲面航天器模型上，AstraTag的检测率优于分层ArUco和AprilTag，为空间机器人提供了鲁棒的递归标记方案。
航天器在轨自主交会、接近与对接（RPOD）是空间机器人的核心任务。由于太空环境恶劣且失败成本极高，视觉导航系统必须极其可靠。基准标记作为视觉参考点，能够引导机器人完成自主操作。然而，现有的基准标记大多针对地面环境设计，采用单一尺度，在空间近距离操作中容易因超出相机视野而丢失目标——而这恰恰发生在接近和对接的最关键阶段。
为了克服这一难题，2026年6月25日，arXiv预印本（arXiv:2606.27566）发表了一项新研究，提出了一种名为AstraTag的基准标记。该标记的设计基于方形Spidron图案，这是一种具有递归自相似结构的几何图形，能够使标记在不同距离下保持可检测性。AstraTag的识别采用从模板三角子区域导出的48位签名，并由广义里德-所罗门（GRS）码进行编码，从而提供强大的错误纠正能力。其检测流程包括基于轮廓的四边定位、透视归一化以及与预计算字典的签名匹配。
针对航天器表面曲率带来的挑战，AstraTag引入了一种薄板样条（TPS）重映射降级方案。该方案利用标记内部矩形边界作为额外的几何对应点，使得标记即使粘贴在弯曲表面上也能被准确检测。研究团队在平面和曲面航天器模型上对AstraTag与三层分形ArUco和AprilTag进行了对比实验。结果显示，在曲面场景下，AstraTag的检测率显著优于两种基线方法。这一成果为空间机器人提供了一种鲁棒的递归标记选择，有望提升自主轨道操作的安全性与可靠性。