月面探測中視覺定位技術(shù)研究.pdf

1、我國研制的用于月面探測的月球車“玉兔號”實(shí)際上就是一個(gè)能夠在月面移動的機(jī)器人，用于完成對月面復(fù)雜地形探測，集人工智能、自動控制、計(jì)算機(jī)技術(shù)等多種科學(xué)研究于一身。如何精準(zhǔn)定位控制它是研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。
　　月面探測中精準(zhǔn)的導(dǎo)航和定位主要依賴于視覺定位的方法，從技術(shù)角度去分析月面探測中視覺定位技術(shù)，有很多可以提升和改造的地方，如何提高視覺導(dǎo)航定位的準(zhǔn)確度，對月面探測計(jì)劃至關(guān)重要。
　　本文主要針對目前我國應(yīng)用的月球探測器“玉兔號

2、”月球車的視覺定位技術(shù)進(jìn)行研究，精準(zhǔn)匹配是以足夠豐富的匹配特征點(diǎn)為前提的，我們發(fā)現(xiàn)如果將柱面投影拼接技術(shù)應(yīng)用在月球車的視覺定位中，可以在前后站大尺度變形圖像中獲取到更多的匹配特征點(diǎn)集，再通過雙目相機(jī)參數(shù)構(gòu)建光束法平差模型，獲取探測器的精準(zhǔn)的位姿信息。這種方法與基于單對圖像的光束法平差定位相比，獲取的特征點(diǎn)更多，更加方便地面遙操作中心通過手動選取特征點(diǎn)實(shí)現(xiàn)對探測器大間距模式下的精確定位，完成對探測器月面巡視的引導(dǎo)。實(shí)驗(yàn)證明本文提出的這種新

3、方法能夠大幅度地提高月球車在月球表面進(jìn)行作業(yè)時(shí)的定位精度。
　　雖然在月面探測中基于傳統(tǒng)的外觀匹配方法，比如SIFT，得到了廣泛應(yīng)用，但是它們在處理某些問題時(shí)常常會失效。一個(gè)重要的原因是在兩幅包含同樣地貌的月面圖像中，圍繞同一個(gè)特征點(diǎn)的外觀描述子可能會存在非常大的不同。而這些方法僅僅考慮了特征點(diǎn)間的外觀相似性，忽略了圖像中其他有用的信息，比如特征點(diǎn)間的結(jié)構(gòu)信息。因此本文提出引入針對結(jié)構(gòu)特征的圖匹配算法，引入結(jié)構(gòu)特征，一方面可以使特