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《哈尔滨工业大学》 2007年
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月球车视觉导航方法研究

温博  
【摘要】: 在我国月球探测二期工程中,月球车是一个重要的组成部分。月球车的导航系统是月球车设计的一个关键部分。任何月球车要在一个陌生的,非结构化的环境中完成路径规划、避障和预定的作业任务,都必须首先知道自己的位置及运动姿态,及时提供给控制系统,为下一步的安全行走做好充分的准备,以确保其在这一环境中工作的安全性。 视觉导航是一种新兴的月球车导航方式,它与视觉系统共用部分设备,可以在常规导航方式之外为月球车导航系统提供一种有益的补充和备份。本文分析了各种常用视觉导航算法的优缺点,确定了基于立体视觉的导航和基于单目视觉的导航两种方式,并对基于立体视觉的视觉测量法、地形匹配法和着陆器单目视觉导航方法进行了研究。 基于立体视觉的导航部分,研究了以特征检测和跟踪为基础的视觉测量导航算法,分析了影响其精度的主要因素。以月球车立体视觉系统提供的局部地形图和轨道器或着陆器提供的全局地形图为基础,给出了一种利用两地形图内局部高点位置关系不变性实现定位的简便算法。这两种算法使得月球车立体视觉系统提供的三维地形图不仅可用于路径规划和障碍规避,还可用于视觉导航定位。 单目视觉导航中,研究了基于着陆器上单个摄像机和月球车光点的导航方法。利用着陆器上矩形配置的至少四个特征光点及其位置关系,可以优化求解出各个特征光点的三维坐标,进而可以求解出月球车的位置和姿态。这种方法在近距离内可以达到比较高的精度,可以作为着陆器立体视觉导航中部分摄像机失效情况下的一种备份。
【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】:2007
【分类号】:V476.3

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【引证文献】
中国重要会议论文全文数据库 前1条
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中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 赵志萍;一种新型月球车行走系统相关技术及实验研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
2 顾嘉俊;移动机器人在非平坦地形上的自主导航研究[D];上海交通大学;2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前4条
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中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 胡智勇;月球车导航中计算机视觉的应用[D];哈尔滨工业大学;2006年
【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8条
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8 贺波勇;彭祺擘;李海阳;;基于优化算法的月地返回轨道中途制导方法[A];中国宇航学会深空探测技术专业委员会第九届学术年会论文集(上册)[C];2012年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
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2 赵志萍;一种新型月球车行走系统相关技术及实验研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
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4 丁萌;空间探测器着陆过程中的机器视觉关键技术研究[D];南京航空航天大学;2010年
5 白玉铸;载人登月轨道设计相关问题研究[D];国防科学技术大学;2010年
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9 吴东晖;智能移动机器人的视觉导航技术[D];浙江大学;2001年
10 周东翔;图像绘制及其深度提取技术研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2000年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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8 朱军年;基于球面天文学的月球探测器轨道特性研究[D];国防科学技术大学;2010年
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10 金虎;相对位姿测量解算的FPGA实现[D];重庆大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孙鹏;高峰;李雯;孙刚;;深空探测车可变直径车轮牵引通过性分析[J];北京航空航天大学学报;2007年12期
2 禹鑫燚;高海波;邓宗全;;新型八轮月球车不同运动学建模方法及分析[J];北京航空航天大学学报;2009年04期
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10 林丽惠;;图像检索中的颜色表示方法分析[J];福建电脑;2009年03期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 刘暾;;多体动力学及其在航天技术中的应用[A];中国空间科学学会第七次学术年会会议手册及文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 段华;室外移动机器人视觉导航关键技术研究[D];南京航空航天大学;2006年
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5 丁亮;月/星球车轮地作用地面力学模型及其应用研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孙大伟;基于双目视觉的月球车导航方法研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
2 陈清林;AJC系统的动力学仿真研究[D];福州大学;2005年
3 陈百超;月球车悬架研究及动力学仿真[D];吉林大学;2006年
4 王林;月球车车轮与土壤作用的力学特性分析与测试系统设计[D];哈尔滨工业大学;2006年
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6 仝光;基于ADAMS月球车仿真平台的研究[D];吉林大学;2007年
7 陈斌;履刺式刚性轮在沙土上的牵引特性研究[D];吉林大学;2007年
8 马文哲;月壤—车轮土槽试验系统精度的研究[D];吉林大学;2008年
9 陈彬;基于CamShift算法的足球机器人目标跟踪算法研究[D];合肥工业大学;2008年
10 全齐全;月球车车轮与土壤作用的力学特性测试系统的研制与实验[D];哈尔滨工业大学;2007年
【二级引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 史春雪;海底钴结壳采矿车路径规划主要技术研究[D];中南大学;2011年
2 徐啟蕾;未知环境下移动智能体自主导航研究[D];中国海洋大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 何龙;崎岖地面上移动机器人力分布研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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3 余洪山,王耀南;仿人多自由度立体双目视觉导航系统的研究与开发[J];湖南大学学报(自然科学版);2004年05期
4 王炜强;徐进;杜歆;刘济林;;基于宽基线立体视觉的远距离三维重建[J];浙江大学学报(工学版);2010年06期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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5 李建阳;王健英;陈宾;;共同性斜视手术前后近立体视觉的临床观察[A];中华医学会第十二届全国眼科学术大会论文汇编[C];2007年
6 李德广;李科杰;高丽丽;;基于多尺度多方向相位匹配的立体视觉方法[A];第二届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2004年
7 胡志萍;欧宗瑛;李云峰;;海上工作平台固定用导管架下水运动参数立体视觉测定[A];首届信息获取与处理学术会议论文集[C];2003年
8 杨斌;叶榛;王家廞;;虚拟环境中立体视觉的技术与应用[A];1998年中国智能自动化学术会议论文集(下册)[C];1998年
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中国重要报纸全文数据库 前10条
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3 陈黎明;湖南大学独创四轮三轴菱形“月球车”[N];中国企业报;2008年
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5 本报记者 唐逸;打造“中华牌”月球车[N];北京科技报;2010年
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
7 胡群芳 陈永杰;月球车争做中国探月第一“人”[N];中国航天报;2004年
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10 付毅飞;新一代四轮三轴月球车有望“奔月”[N];中国技术市场报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 侯建;月球车立体视觉与视觉导航方法研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
2 吴东晖;智能移动机器人的视觉导航技术[D];浙江大学;2001年
3 陈华华;视觉导航关键技术研究:立体视觉和路径规划[D];浙江大学;2005年
4 张国权;基于视觉导航的智能车辆目标检测关键技术研究[D];兰州理工大学;2012年
5 杨鹏;基于太阳观测图像的月球车天文导航[D];浙江大学;2011年
6 赵志萍;一种新型月球车行走系统相关技术及实验研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
7 丁菁汀;立体视觉在实际应用中的若干问题研究[D];浙江大学;2012年
8 姜肖楠;月球探测器软着陆视觉导航方法研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
9 谢圆;月球车遥操作中的任务规划技术研究[D];中国科学技术大学;2011年
10 单红梅;基于立体视觉汽车轴距左右差检测系统研究[D];吉林大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 温博;月球车视觉导航方法研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
2 余洪山;主动立体视觉关键技术及其应用研究[D];湖南大学;2004年
3 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
4 叶敏;基于视觉导航的实时图像处理及FPGA实现[D];浙江大学;2006年
5 张宏;月球车立体视觉标定与三维重建技术研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
6 余晓菲;Randot立体视检测图对弱视儿童立体视锐度的临床观察[D];浙江大学;2008年
7 方林;立体视觉皮层诱发电位特征提取研究[D];浙江大学;2002年
8 任小芳;自动导引车的视觉导航[D];西安理工大学;2005年
9 汪卫红;户外小车标线及障碍物视觉检测系统[D];天津大学;2005年
10 孙大伟;基于双目视觉的月球车导航方法研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
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