基于图像的着陆点评估及探测器运动估计方法

摘要

针对深空探测任务特点给出了一种基于导航图像的探测器着陆点选择与探测器运动估计技术.考虑到在着陆初始阶段(探测器高度＞2 km)导航相机所拍摄到的天体表面近似为平面.这里通过跟踪至少4个平面内的特征点在导航图像序列中的位置,利用最小二乘法计算单应矩阵,由该矩阵得到探测器部分相对运动参数.结合激光测距仪给出的探测器与天体表面之间的距离信息,可以得到全部6自由度参数.安全着陆点的选择与评估首先利用图像灰度预选出平整的着陆点,再由着陆点对应的单应矩阵和之前获得的帧间相对运动验证着陆点坡度.蒙特卡洛仿真结果表明,着陆点评估算法能够有效地选取满足平整和坡度要求的着陆点,运动估计算法实时地对探测器参数进行估计,平移估计相对误差小于10%,旋转估计误差小于0.23°.