深空探測中精確自主著陸導(dǎo)航方法研究.pdf

1、本文研究了飛行器下降著陸時(shí)的光學(xué)慣性組合導(dǎo)航方法，該方法是目前國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)，它可以提高飛行器的導(dǎo)航精度，滿足其在探測天體表面精確著陸的要求。本研究的自主導(dǎo)航方法涉及圖像處理和導(dǎo)航濾波兩個(gè)方面：第一，圖像處理方面。首先為了檢測飛行器下降圖像和地圖圖像中的角點(diǎn)特征，研究了圖像的Harris角點(diǎn)檢測方法，由于該算法計(jì)算速度快、抗噪性強(qiáng)、對光照強(qiáng)弱不敏感等優(yōu)點(diǎn)，所以它在飛行器著陸任務(wù)中具有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢；其次研究了兩幅圖像之間的變換方法，本文假

2、設(shè)飛行器下降時(shí)的圖像與地圖圖像之間的變換是一種平面到平面的變換，這種假設(shè)可以簡化變換算法；最后研究了圖像的匹配方法，應(yīng)用相位相關(guān)法和對數(shù)極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方法計(jì)算出圖像之間的平移、旋轉(zhuǎn)、縮放關(guān)系后，再結(jié)合時(shí)域內(nèi)的匹配算法確定下降圖像中特征點(diǎn)在地圖圖像中的位置，特征點(diǎn)的定位精度能達(dá)到1~2個(gè)像素。第二，導(dǎo)航濾波方面。應(yīng)用圖像處理算法后，就可以確定飛行器著陸時(shí)拍攝圖像中的特征點(diǎn)在著陸天體上的位置，得到這些位置之后，結(jié)合慣性元件的測量信息，應(yīng)用擴(kuò)展卡