| 基于天体三维模型的着陆段视觉导航方法 |
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| 引用本文： | 田阳,杨文浩,黄翔宇.基于天体三维模型的着陆段视觉导航方法[J].中国科学:物理学 力学 天文学,2022(1). |
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| 作者姓名： | 田阳 杨文浩 黄翔宇 |
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| 作者单位： | 哈尔滨工业大学航天学院;北京控制工程研究所 |
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| 基金项目： | 民用航天技术预先研究项目;国家自然科学基金(编号:61503102)资助。 |
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| 摘 要： | 针对深空探测精确着陆的需求,本文提出一种基于天体三维模型的着陆器视觉导航方法.该方法以天体三维模型为数据基础,根据着陆器初始猜测状态在线生成导航地图,通过已知路标匹配确定着陆器相对着陆点位置姿态;借助三维模型提供的深度信息配准像素灰度,恢复序列图像帧间运动,给出两次已知路标匹配之间的局部运动轨迹,实现着陆下降过程着陆器状态的准确估计.在线生成参考地图与实际采集的天体图像在尺度、视角等方面比较接近,更易于导航路标的匹配,解决了下降过程尺度大范围变化使路标难以匹配的问题.引入像素深度信息辅助灰度配准,通过搜索图像间平移和旋转使图像中的全部特征灰度差异最小,采用了全局优化思想,因此可以克服特征匹配过程易陷入局部极小,出现误匹配的问题,具有更高的帧间运动估计精度和稳定性.数学仿真表明,本文提出的视觉导航方法具有良好的性能,满足深空探测高精度着陆的导航需求.
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| 关 键 词： | 深空天体着陆 天体三维模型 视觉导航 灰度配准 路标匹配 |
A visual navigation algorithm for landing based on 3D model of small body |
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| TIAN Yang,YANG WenHao,HUANG XiangYu.A visual navigation algorithm for landing based on 3D model of small body[J].Scientia Sinica Pysica,Mechanica & Astronomica,2022(1). |
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| Authors: | TIAN Yang YANG WenHao HUANG XiangYu |
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| Institution: | (School of Astronautics,Harbin Institute of Technology,Harbin 150001,China;Beijing Institute of Control Engineering,Beijing 100094,China) |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | deep space landing 3D model visual navigation pixel intensity alignment landmark matching |
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