火星探测出舱机构的识别定位与坡度测量

发布时间：2017-10-15 15:14

  本文关键词：火星探测出舱机构的识别定位与坡度测量

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【摘要】：为实现火星探测两器分离过程中出舱机构的坡度测量,提出一种基于立体视觉技术的出舱机构识别定位与坡度测量方法。首先,采用特征匹配的方法对场景中的出舱机构进行识别定位。针对巡视器导航相机成像视角变化以及出舱机构倾角变化导致图像产生几何形变,火星表面光照因素的影响以及巡视器硬件的计算能力,并结合出舱机构自身特点,提出一种区域特征与Blob特征相融合的识别定位方法。采用加速鲁棒性特征(SURF)算法检测图像中的局部不变特征,并用最大稳定极值区域(MSER)算法检测图像最稳定极值区域,两种特征相融合之后构造SURF描述算子并进行特征匹配。同时,采用M估计抽样一致性(MSAC)算法计算对应点变换矩阵,实现出舱机构在场景中的初步定位。然后,通过对出舱机构上人工标志的精确定位以及三维重建,并采用主成分分析法进行平面拟合,实现出舱机构的坡度测量。试验结果表明,该方法对成像视角变化以及光照变化具有鲁棒性,提取的有效特征数以及计算时间均优于尺度不变特征变换(SIFT)算法,基本满足火星探测中出舱机构坡度测量要求。
【作者单位】： 中国空间技术研究院;
【关键词】： 火星探测 立体视觉 目标识别 巡视器出舱 鲁棒特征
【基金】：中国空间技术研究院预研基金资助项目
【分类号】：V476.4;TP391.41
【正文快照】： 0引言在深空探测[1]两器分离过程中,出舱机构的坡度对于巡视器的安全驶离至关重要。以往的火星探测[2]两器分离,或是采用硬件手段和加工工艺来保障出舱机构的坡度,如火星探路者(MPF)的分离支架[3]以及火星探测漫游者(MER)的四面体着陆平台[4];或是采用了全新的分离方式,如火星

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