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《哈尔滨工业大学》 2006年
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基于Kalman滤波的月球车视觉导航算法研究

白冰  
【摘要】: 随着新一轮探月高潮的到来,月球漫游车的研制成为一个重要的研究课题。月球车等漫游类探测器要提高生存能力并且成功完成科学探测任务,就必须实现自主运行和管理,其中关键技术之一是获取自身的位置和姿态信息。 月球车通常借助地面站通过无线电测控进行导航控制,但由于地球和月球自转和公转运动及所带来的地面站和漫游车相对地理位置的变化等,有时月球车会处于地面站无法测控的区域内,因此漫游车利用自身或者着陆器携带的测量设备进行自主导航控制已经成为重要的发展方向。综合国际上导航的先进技术以及月球车的自身特点,本文采用了基于卡尔曼滤波的视觉导航系统作为主要的工作模式。 首先,本文介绍了研制、开发月球车的重要意义及国内外月球及火星探测车的历史、研究现状及发展态势。 其次,对国内外行星漫游车视觉导航方案及相对位姿估计方法进行了比较,确定了基于卡尔曼滤波的单相机月球车位姿估计方法。 最后,为了测试不同的运动轨迹对月球车位置、姿态确定的影响,根据月球车的运动规律,设计了三个不同的动力学模型。在月球车动力学及光学成像原理的基础上,对三个模型分别建立了该系统的状态方程及观测方程来对月球车的相对位置、姿态进行估计,并给出了仿真结果。仿真结果表明利用卡尔曼滤波对月球车的位置、姿态进行估计的这种方法能够提供较为精确的相对位姿信息;并且依据仿真结果给出了定位精度与特征光点数目、位置的关系,为导航系统设计提供了依据。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:V448.2

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前1条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前3条
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【二级引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前2条
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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中国重要报纸全文数据库 前10条
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6 记者 高博;“嫦娥三号”所携月球车样机已定[N];科技日报;2009年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 白冰;基于Kalman滤波的月球车视觉导航算法研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
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4 吴树锋;基于视觉的户外移动机器人道路理解与路径规划[D];西安理工大学;2005年
5 孙海涛;基于视觉导航的智能车辆自主行驶研究[D];合肥工业大学;2005年
6 李碧春;基于视觉导航智能车辆设计与实践研究[D];合肥工业大学;2006年
7 刘微;基于边缘检测的移动机器人视觉导航方法研究[D];沈阳理工大学;2010年
8 杜娟;基于地面特征识别的室内机器人视觉导航[D];武汉理工大学;2006年
9 陈昊;智能车视觉导航中路径识别技术的研究[D];武汉理工大学;2010年
10 刘新华;基于视觉的无人机着陆姿态检测和跑道识别[D];南京航空航天大学;2004年
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