一种探测器自主安全着陆区确定及精确避障的策略

发布时间：2021-08-07 08:22

　　目标星球表面障碍自主检测技术和安全着陆点的选择是实现探测器深空探测安全着陆的关键.针对探测动力下降段自主安全着陆进行仿真研究,提出了一种基于仿真的探测器自主安全着陆仿真算法.该算法首先确定探测器所携带的电荷耦合器件相机拍摄的表面区域,利用基于光线跟踪算法以及高程数据对月球遥感影像进行仿真.然后基于边缘检测获取探测器目标表面的岩石及陨石坑等障碍,并对这些障碍进行椭圆拟合从而确定障碍区域.在确定障碍区的基础上,利用图像的形态学操作,采用高斯图像金字塔获取各层表面遥感影像,对多帧图像进行实时处理,精确地确定安全着陆区.在着陆区域基本确定之后的精避障阶段,提出了一种基于三维重构的探测器精避障螺旋搜索策略.该算法在传统图像匹配识别的基础上,首先根据探测器所携带的激光三维成像仪对初选着陆区域进行高精度三维重构,然后对重构后的区域进行螺旋搜索,从而选定更精确、更安全的软着陆目标着陆点.最后通过仿真实验验证了算法的有效性. 

【文章来源】：计算机研究与发展. 2019,56(12)北大核心EICSCD

【文章页数】：11 页

【部分图文】：

自主安全着陆仿真算法技术路线

探测器在软着陆过程中,在下落到10～2 000 m之间时,其携带的CCD相机会对星球表面进行拍照.本节根据探测器所在位置,确定所携带的CCD相机拍摄的区域,基于光线跟踪算法结合高程数据对区域内的遥感影像图片进行仿真模拟.光线跟踪主要是判断光线与球面的相交情况,如图2所示:根据代数学的方法,设置光线方程:

卫星相机拍照的效果主要受光照、气候以及相机特性影响.这里只考虑光照和相机的影响.通过计算光照模型以及相机拍照范围的计算,算法流程如图3所示:2.2 障碍检测

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于多因子综合评估的月球探测软着陆区域及最佳巡航路线分析[J]. 牟乃夏,李洁,孟治国,张灵先,刘文宝.  深空探测学报. 2018(01)
[2]基于数学形态学的图像边缘检测技术[J]. 冯俊萍,赵转萍,徐涛.  航空计算技术. 2004(03)
[3]一种基于Canny理论的自适应边缘检测方法[J]. 王植,贺赛先.  中国图象图形学报. 2004(08)

硕士论文
[1]星际软着陆动力下降与障碍规避制导方法研究[D]. 陶婷.南京航空航天大学 2016



本文编号：3327439