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《南京航空航天大学》 2011年
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火星无人机控制与自主导航关键技术研究

姚克明  
【摘要】:随着人类社会经济与科技的发展,深空探测越来越受到各国的重视。各国空间探测技术的水平也直接影响其国际地位。火星是离地球最近的最有可能存在生命的行星。因此,火星探测成为近年来国际深空探测的热点问题。利用无人机探测火星具有其它探测方法不具备的优点,这使得火星无人机探测成为未来深空探测的发展方向之一。国外对火星无人机做了一些研究,但未见有成功试飞的报道。目前,国内尚未见火星无人机相关的研究性文献或报道。本文针对火星无人机及其探测飞行中的几个关键问题做了一些研究和探讨。 本文首先描述了火星探测无人机的总体任务,研究了火星的飞行环境特点,比较了其与地球相关环境的差异,并分析了该差异对火星无人机相关研究的影响。在此基础上,本文建立了火星无人机的纵向数学模型,并对该模型进行了相关的气动特性分析。这些内容将为今后对火星无人机导航和控制方法的研究提供平台。 其次,本文研究了探测无人机从出舱到平飞的整个过程特点,并根据上述模型,提出了火星无人机的切换控制方法,拉起和平飞控制方法及总能量控制方法。由于火星无人机探测飞行的任务特点决定了它的一些控制动作需要导航信号的触发,同时火星无人机本身必须具备自主导航能力,因此,本文引入了对采用计算机视觉技术进行探测无人机自主导航的相关研究。本文根据探测无人机的机载计算机的局限性及其探测飞行的特点,针对性地研究了视觉导航中的景象匹配问题和机载数据存储问题,提出了火星无人机的快速图像特征提取与景象匹配方案及其具体算法,并给出了相应的机载数据存储方法。具体而言,本文针对探测无人机的平飞段和末段分别采用不同的图像特征提取和图像匹配算法,从而实现其全程景象匹配的快速性和准确性。 最后,本文对以上的研究工作进行了总结,指出了其中的不足,并给出了下一步研究工作的建议。
【学位授予单位】:南京航空航天大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:V467

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张旭辉;刘竹生;;火星探测器轨道设计与优化技术[J];导弹与航天运载技术;2008年02期
2 符艳军;程咏梅;潘泉;孙开锋;;基于LTS-HD的像素跳跃式快速景象匹配算法[J];光子学报;2010年07期
3 刘强,于达仁;高超声速飞行动态特性的特征值扰动分析[J];哈尔滨工业大学学报;2004年01期
4 王海涛,高金源;基于混合遗传算法求解飞机平衡状态[J];航空学报;2005年04期
5 姚克明;王小兰;刘燕斌;陆宇平;肖地波;;火星探测无人机任务规划与建模分析[J];空间科学学报;2012年01期
6 冷雪飞;刘建业;熊智;邢广华;;加权Hausdorff距离算法在SAR/INS景象匹配中的应用[J];控制与决策;2006年01期
7 刘燕斌;陆宇平;;基于反步法的高超音速飞机纵向逆飞行控制[J];控制与决策;2007年03期
8 文成林;胡静;王天真;陈志国;;相对主元分析及其在数据压缩和故障诊断中的应用研究[J];自动化学报;2008年09期
9 张庆振,安锦文,刘小刚;基于飞机总能量控制系统(TECS)的飞行航迹/速度解耦控制方法研究[J];西北工业大学学报;2004年03期
10 庞彦伟,刘政凯,俞能海;融合奇异值分解和主分量分析的人脸识别算法[J];信号处理;2005年02期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 刘燕斌;高超声速飞行器建模及其先进飞行控制机理的研究[D];南京航空航天大学;2007年
2 刘立;基于多尺度特征的图像匹配与目标定位研究[D];华中科技大学;2008年
3 邵巍;基于图像信息的小天体参数估计及探测器自主导航研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 雷明;图像特征的检测、描述及匹配[D];重庆大学;2008年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 韩强;;基于广义Hough变换的手写文档整词定位[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2011年05期
2 甘世俊;郎朗;;带有余热发电的水泥生产线物料烘干废气温度控制系统的研究与开发[J];安徽工程大学学报;2011年04期
3 葛西旺;;一种精确的图像拼接方法[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2007年01期
4 程刚;郑小华;阳锋;徐祖舰;;三维全景视觉技术在农业机器人中的应用[J];安徽农业科学;2010年34期
5 陈杰平,姚智华;基于MATLAB的曲柄滑块机构仿真研究[J];安徽技术师范学院学报;2005年04期
6 丁晓贵;;一种自适应性神经元控制器研究[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2008年04期
7 何海燕;施培蓓;;基于改进AdaBoost算法的行人检测方法[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2009年03期
8 肖军;白静;;状态反馈最优控制器设计及仿真[J];鞍山师范学院学报;2009年04期
9 吴慧兰;刘国栋;刘炳国;胡涛;浦昭邦;;ICF实验靶定位技术研究[J];半导体光电;2008年05期
10 陈京;袁保宗;刘渭滨;;多视点标定图像的交替迭代度量重建方法[J];北京交通大学学报;2012年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘善磊;张亮;;基于相位相关和SURF算法的关键帧实时匹配研究[A];江苏省测绘学会2011年学术年会论文集[C];2011年
2 隋树林;孙立宏;姚文龙;袁健;;融合改进UKF/SIFT信息的自主光学导航方法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 汪力;叶桦;夏良正;;利用特征点定位嘴巴[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 季铮;张剑清;詹总谦;;基于特征不变量的目标识别定位方法研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
5 ;Loop-closing By Using SIFT Features for Mobile Robots[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
6 ;Adaptive Back-stepping Control of a Generic Near Space Vehicle[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
7 路平立;刘向东;;基于参数依赖Lyapunov函数的高超声速飞行器鲁棒控制研究[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
8 周凯;范瑞霞;李位星;;一种基于SIFT的MeanShift-粒子滤波融合跟踪算法[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
9 ;Rapid Target Recognition and Tracking under Large Scale Variation Using Semi-Naive Bayesian[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
10 ;A High-level Image Sequence Fusion Algorithm for Human Detection[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王玉全;基于全景视觉的移动机器人同时定位与地图创建方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 夏全喜;车载组合导航系统关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 梁洪;基于内容的医学图像检索及语义建模关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 任桢;图像分类任务的关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 孔凡芝;引线键合视觉检测关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
6 王作为;具有认知能力的智能机器人行为学习方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 肖洁;视觉注意模型及其在目标感知中的应用研究[D];华中科技大学;2010年
8 朱清波;序列图像三维重建方法研究[D];华中科技大学;2010年
9 莫堃;基于隐式函数的曲面重构方法及其应用[D];华中科技大学;2010年
10 田文;多视图图像的快速三维场景重建[D];华中科技大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 宋抗;压缩机活塞圆度误差数字检测系统研究[D];河南理工大学;2010年
2 陈忠翔;基于立体视觉的三维重建方法研究[D];南昌航空大学;2010年
3 于振涛;矿用液压支架搬运车辆结构设计与液压驱动系统性能研究[D];山东科技大学;2010年
4 马秋环;太阳能辅助热泵多功能复合机的电气化改进及其控制[D];山东科技大学;2010年
5 雒燕飞;地质灾害应急地理信息数据库设计及其应用[D];山东科技大学;2010年
6 唐红梅;基于辐射与空间信息的遥感图像检索[D];山东科技大学;2010年
7 倪希亮;基于尺度不变特征的多源遥感影像配准[D];山东科技大学;2010年
8 贾伟洁;SAR影像与光学影像配准研究[D];山东科技大学;2010年
9 曹倩;基于分形的心电信号压缩技术的研究[D];山东科技大学;2010年
10 郑莉;DSP在集装箱加强板焊接定位系统中的应用[D];山东科技大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 周志强,陈哲;贝叶斯景象匹配技术[J];北京航空航天大学学报;1999年03期
2 陈荣盛,袁小海,胡震,吴文伟,刘培林;水下机器人作业目标控制和目标识别[J];船舶力学;1998年01期
3 陈荣盛,袁小海,胡震,刘培林,吴文伟;水下机器人光视觉信息获取及处理算法[J];船舶力学;1999年02期
4 冷雪飞,刘建业,熊智;合成孔径雷达在导航系统中的应用[J];传感器技术;2004年10期
5 熊兴华,陈鹰,王任享;基于小波和线矩的实孔径雷达图像与TM图像的匹配[J];测绘学报;2000年01期
6 陈鹰,叶勤,钟志勇;基于小波变换的雷达与光学影像匹配算法研究[J];测绘学报;2000年03期
7 桂志国,薄瑞峰,韩焱;基于投影特征的图像匹配的快速算法[J];测试技术学报;2000年01期
8 徐伟彪,赵海斌;小行星深空探测的科学意义和展望[J];地球科学进展;2005年11期
9 周彦博,张志广;可变形物体的轮廓的提取[J];电子学报;1998年07期
10 焦李成,谭山;图像的多尺度几何分析:回顾和展望[J];电子学报;2003年S1期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李中健;大包线飞行控制系统鲁棒设计研究[D];西北工业大学;2000年
2 高利新;结构不确定线性系统的鲁棒控制研究[D];浙江大学;2003年
3 李帆;不确定性系统的解耦控制与稳定裕度分析[D];西北工业大学;2001年
4 刘亚;复杂非线性系统的智能自适应重构控制[D];南京航空航天大学;2003年
5 罗世彬;高超声速飞行器机体/发动机一体化及总体多学科设计优化方法研究[D];国防科学技术大学;2004年
6 胡春华;纵列式无人直升机建模及非线性控制[D];清华大学;2004年
7 赵文杰;不确定非线性系统的变结构控制研究[D];华北电力大学(河北);2005年
8 张庆振;QFT/TECS在飞机自动着陆控制中的应用研究[D];西北工业大学;2004年
9 王欣;飞机鲁棒控制器设计及稳定裕度研究[D];西北工业大学;2004年
10 陈刚;不确定非线性系统的鲁棒自适应控制研究[D];浙江大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 肖洪;乘波机的构型设计与优化[D];西北工业大学;2003年
2 许志;高超音速飞行器动力学与动态特性分析[D];西北工业大学;2005年
3 朱云骥;高超声速飞行器的鲁棒控制和可视化研究[D];西北工业大学;2005年
4 徐正军;高超声速飞行器仿真与性能评估[D];西北工业大学;2006年
5 崔玺康;高超音速飞行器前后体优化设计方法研究[D];西北工业大学;2006年
【相似文献】
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1 苏康,关世义,柳健;一种实用的归一化互相关景象匹配算法[J];宇航学报;1997年03期
2 邓志鹏,杨杰,全勇;景象匹配中的快速畸变校正算法[J];上海交通大学学报;2003年S2期
3 王永明;连续景象匹配的后处理算法[J];宇航学报;2004年05期
4 高世海,戴文刚,田仲;空域和频域相结合的景象匹配算法[J];中国图象图形学报;2000年04期
5 刘扬,李兵,金善良;基于互相关峰特征的景象匹配性能预测方法[J];战术导弹技术;2001年03期
6 杨敏,沈春林;景象匹配中的几何透视校正和归一化互相关模板匹配[J];航空电子技术;2003年02期
7 李鹏;一种快速景象匹配方法的研究[J];盐城工学院学报(自然科学版);2004年03期
8 何芳芳,孙继银,刘小雷,唐小丰;分层搜索在景象匹配中的应用研究[J];现代防御技术;2005年04期
9 吴晏,丁明跃,彭嘉雄;一种基于多特征的匹配方法研究[J];华中理工大学学报;1996年02期
10 彭双春,刘光斌,王雪梅;一种实用的抗局部强干扰的景象匹配算法[J];遥感信息;2005年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 关鹏;张继霞;;深空探测飞控故障诊断技术研究[A];第二十三届全国空间探测学术交流会论文摘要集[C];2010年
2 刘庆会;;高精度VLBI及其在深空探测中的应用[A];中国天文学会2011年学术年会手册[C];2011年
3 支全全;;故障趋势分析技术现状及在深空探测中的应用[A];中国宇航学会深空探测技术专业委员会第七届学术年会论文集[C];2010年
4 戚克鋆;;月面巡视器技术及发展建议[A];中国宇航学会深空探测技术专业委员会第七届学术年会论文集[C];2010年
5 张晓光;李洲;;欧空局深空探测网现状及发展[A];第二十三届全国空间探测学术交流会论文摘要集[C];2010年
6 褚英志;徐博;;我国独立火星探测设想[A];中国宇航学会深空探测技术专业委员会第五届学术年会论文集[C];2008年
7 欧阳自远;;我国深空探的测战略方向与发展规划研究[A];中国矿物岩石地球化学学会第十届学术年会论文集[C];2005年
8 郭双生;马加炉;艾为党;董文平;;国外月球基地概念研究进展[A];2011年空间生命与生命起源暨航天医学工程学术研讨会论文集[C];2011年
9 宝音贺西;;国际深空轨迹优化大赛及结果[A];第二届全国动力学与控制青年学者研讨会论文摘要集[C];2008年
10 袁勇;胡震宇;陈辉;汪海;;火星硬着陆探测技术[A];中国宇航学会深空探测技术专业委员会第七届学术年会论文集[C];2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 刘念;深空探测揭大幕[N];中国航天报;2000年
2 刘培香;中国深空探测大点兵[N];中国航天报;2005年
3 崔平远 徐瑞;深空探测瞄准3大目标[N];中国航天报;2004年
4 记者 喻菲、 俞铮;我国将积极进行深空探测[N];人民日报;2006年
5 王敏 蔡金曼;我国探月及深空探测取得新突破[N];新华每日电讯;2011年
6 胡丽娟王翰林;我国深空探测将以月球—火星探测为主线[N];科技日报;2007年
7 杜颖;嫦娥奔月应有时 开拓创新探深空[N];中国航天报;2008年
8 孔萱文;火星探测将开启我国深空探测新篇章[N];光明日报;2010年
9 记者 朱广菁;北京响起加快深空探测国际合作呼声[N];大众科技报;2006年
10 李天春;深空探测技术与应用科学国际专题研讨会召开[N];中国航天报;2002年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 姚克明;火星无人机控制与自主导航关键技术研究[D];南京航空航天大学;2011年
2 纪华;仿射不变特征提取及其在景象匹配中的应用[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2010年
3 王众;基于KDD理论的景象匹配技术研究[D];哈尔滨工程大学;2008年
4 祝永坚;微光景象匹配基准图生成技术研究[D];南京理工大学;2007年
5 江标初;雷达景象可匹配性及相关问题研究[D];同济大学;2007年
6 冷雪飞;基于图像特征的景象匹配辅助导航系统中的关键技术研究[D];南京航空航天大学;2007年
7 李鹏;拉格朗日点附近编队飞行动力学与控制方法研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
8 刘宇飞;深空自主导航方法研究及在接近小天体中的应用[D];哈尔滨工业大学;2007年
9 仲维国;深空探测器自主姿态制导算法研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
10 张桂华;深空通信中微弱信号接收检测方法研究[D];西安电子科技大学;2008年
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1 苏昂;飞行器景象匹配测高测姿方法研究[D];国防科学技术大学;2011年
2 苏吕洁;一种变化环境下的景象匹配方法[D];华中科技大学;2010年
3 王晓丽;基于景象匹配的局域盲人图像导航关键技术研究[D];长春理工大学;2011年
4 陈方;基于局部不变特征的实时精确景象匹配算法研究[D];南京航空航天大学;2010年
5 王召刚;巡航制导中的景象匹配算法研究[D];华中科技大学;2010年
6 赵锋伟;景象匹配算法、性能评估及其应用[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年
7 王先敏;景象匹配辅助导航中图像多尺度局部特征匹配算法研究[D];南京航空航天大学;2011年
8 李鹏;TF/TA~2系统中景象匹配技术的研究[D];南京航空航天大学;2003年
9 李巧艳;基于SAR图像的景象匹配算法研究[D];西安电子科技大学;2011年
10 逯仁虎;基于整数小波变换的无人机侦查图像的压缩[D];哈尔滨理工大学;2010年
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