面向自主交會、接近操作與對接的航天器基準標記
現有基準標記多為單尺度且針對地面機器人設計，在接近和對接階段會離開相機視野。本文提出AstraTag，一種基於方形Spidron遞迴自相似結構的基準標記，支援多尺度檢測、48位GRS編碼識別，並採用薄板樣條重對映處理曲面。在曲面航天器模型上，AstraTag的檢測率優於分層ArUco和AprilTag，為空間機器人提供了魯棒的遞迴標記方案。
航天器在軌自主交會、接近與對接（RPOD）是空間機器人的核心任務。由於太空環境惡劣且失敗成本極高，視覺導航系統必須極其可靠。基準標記作為視覺參考點，能夠引導機器人完成自主操作。然而，現有的基準標記大多針對地面環境設計，採用單一尺度，在空間近距離操作中容易因超出相機視野而丟失目標——而這恰恰發生在接近和對接的最關鍵階段。
為了克服這一難題，2026年6月25日，arXiv預印本（arXiv:2606.27566）發表了一項新研究，提出了一種名為AstraTag的基準標記。該標記的設計基於方形Spidron圖案，這是一種具有遞迴自相似結構的幾何圖形，能夠使標記在不同距離下保持可檢測性。AstraTag的識別採用從模板三角子區域匯出的48位簽名，並由廣義裡德-所羅門（GRS）碼進行編碼，從而提供強大的錯誤糾正能力。其檢測流程包括基於輪廓的四邊定位、透視歸一化以及與預計算字典的簽名匹配。
針對航天器表面曲率帶來的挑戰，AstraTag引入了一種薄板樣條（TPS）重對映降級方案。該方案利用標記內部矩形邊界作為額外的幾何對應點，使得標記即使貼上在彎曲表面上也能被準確檢測。研究團隊在平面和曲面航天器模型上對AstraTag與三層分形ArUco和AprilTag進行了對比實驗。結果顯示，在曲面場景下，AstraTag的檢測率顯著優於兩種基線方法。這一成果為空間機器人提供了一種魯棒的遞迴標記選擇，有望提升自主軌道操作的安全性與可靠性。