一种探测器自主安全着陆区确定及精确避障的策略

一种探测器自主安全着陆区确定及精确避障的策略

论文摘要

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.

论文目录

  • 1 相关工作
  • 2 系统模型
  •   2.1 遥感影像生成
  •   2.2 障碍检测
  •   2.3 着陆区的确定
  • 3 三维重构算法
  •   3.1 三维TIN模型构建
  •   3.2 DEM规则网格构建
  •     3.2.1 判断点在TIN模型三角形中算法
  •     3.2.2 DEM内插建网算法
  • 4 精避障扫描策略
  •   4.1 最大最小高度差
  •   4.2 坡度值
  •   4.3 粗糙度
  •     1) 计算构成4个平面的向量
  •     2) 计算相应平面的法向量
  •     3) 计算法矢量的夹角余弦值
  •     4) 计算2组地表粗糙度值
  •     5) 确定最终星球表面分块粗糙度
  • 5 本文算法实验结果
  • 6 结 论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 金涛,章登义,蔡波

    关键词: 遥感影像,椭圆拟合,障碍检测,安全着陆,精确避障

    来源: 计算机研究与发展 2019年12期

    年度: 2019

    分类: 信息科技,工程科技Ⅱ辑

    专业: 航空航天科学与工程,计算机软件及计算机应用

    单位: 武汉大学计算机学院,武汉大学国家网络安全学院

    分类号: TP391.41;V476

    页码: 2649-2659

    总页数: 11

    文件大小: 4177K

    下载量: 57

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