一种基于激光雷达强度-几何融合的航天器表面材料识别方法及系统

本发明公开一种基于激光雷达强度-几何融合的航天器表面材料识别方法及系统，面向在轨巡检、自主抓取、避障规划与热控接触约束判定等任务。针对航天器结构件在米级感知距离下几何同质、仅凭三维形状难以区分材料，且外覆涂层存在强镜面反射、低反照率与多层背散射等复杂光学特性的痛点，方法包括：S1 以固态激光雷达扫描获取含三维坐标与原始回波强度的点云序列；S2 按感兴趣区域（ROI）裁剪并按时间窗 W 合并连续帧；S3 对逐回波强度执行距离-入射角校正（I_corr = I_raw·d²/cosθ）与归一化，并生成有效性掩码，保留掠射角下的空回波槽位；S4 以 20 cm 块、10 cm 步长空间分块并以最远点采样重采样；S5 构建五维逐点特征（质心中心化坐标、归一化强度、有效性掩码）与六维全局特征（有效点数量对数、有效点比例、强度均值/标准差、归一化距离与入射角先验）；S6 输入点云深度网络输出六类材料概率；S7 经时间窗级概率平均与逐点加权融合，argmax 生成材料类别图及置信度。可识别多层隔热材料（MLI）、碳纤维复合材料（CFRP）、黑阳极氧化铝、太阳翼、裸铝合金及白漆铝。地面暗室验证：融合归一化强度后全工况 patch 级准确率约 92.62%（仅坐标基线约 90.45%），在 3 m×60° 掠射角下仍保持约 86.77%，recording 级未出现整条误判。