月球车视觉导航中位置和姿态的确定方法

摘要

本文选择被动的双目立体视觉作为视觉系统的主要工作模式，并以两个CCD摄像机和一台激光测距仪的配置来确保整个系统的可靠性，给出了一个完整的月球车立体视觉导航系统的实现方案。同时依据立体视觉和多点测姿原理，建立了月球车相对位置和姿态测量模型；对月球车视觉导航中位置的求解精度进行了细致的分析，给出了提高导航系统精度的改进方案，以满足导航系统的性能要求；最后对三点测姿和N点测姿法进行了仿真分析，依据仿真结果初步给出了测姿精度与测姿点数的关系，为导航系统设计提供了参考。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1课题背景和意义

1.2相关领域的研究状况

1.2.1国内外月球车研究状况

1.2.2现有导航方法的研究概况

1.3本文的主要工作

第2章月球车的导航及导航方案分析

2.1导航及月球车导航系统的特点

2.2月球车导航方案分析

2.2.1常用导航方案的分析

2.2.2国内外行星漫游车视觉导航方案分析

2.2.3立体视觉的发展概况

2.3月球车的视觉导航系统

2.3.1视觉导航系统组成

2.3.2导航系统的坐标系介绍

2.3.3导航系统的硬件实现

2.3.4视觉导航系统设备介绍

2.4本章小结

第3章月球车导航系统的参数模型

3.1立体视觉导航原理介绍

3.1.1双目测距原理

3.1.2双目三角测距方法

3.2月球车导航参数的测量

3.2.1相对位置的测量

3.2.2相对姿态的测量

3.3位置误差分析

3.3.1 Xs向的测量误差

3.3.2 Ys向测量误差

3.3.3 Zs向测量误差

3.3.4误差数据分析

3.4立体视觉的改进方案

3.5本章小结

第4章姿态算法与仿真

4.1三点测姿法

4.2 N点测姿法

4.3仿真计算结果与分析

4.4本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书

致谢