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基于CCD着陆相机的行星软着陆岩石检测与规避方法
  • ISSN号:1000-6893
  • 期刊名称:《航空学报》
  • 时间:0
  • 分类:V412.4[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程;航空宇航科学技术] V448[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
  • 作者机构:[1]哈尔滨工业大学深空探测着陆与返回控制技术国防重点学科实验室,黑龙江哈尔滨150001
  • 相关基金:国家自然科学基金(60305003)
中文摘要:

提出了一种基于CCD相机的行星软着陆岩石检测与规避方法。首先,利用多分辨率分析方法对着陆区图像进行快速处理,根据着陆区的光照特性检测出着陆区的岩石,针对着陆过程的时间需求,多灰度阈值分割方法被采用;其次,基于无监督聚类算法对着陆区的岩石进行识别并标记,构建着陆区岩石分布的拓扑图;再次,利用激光测距仪得到的高度信息和着陆相机的参数,计算着陆区岩石拓扑图的实际危险区域面积,从而根据着陆器的需求安全范围和探测任务需要,利用安全着陆点的螺旋式搜索方法选择具有冗余度的安全着陆点;最后,建立着陆器安全规避策略,制导控制着陆器进行安全着陆,通过对安装侧向发动机和利用万向节调节推力方向的主发动机两种情况的仿真,实验结果令人满意。

英文摘要:

An algorithm of rock detection and avoidance for soft planetary landing based on CCD landing camera is presented. Firstly,the image of the landing zone is fast processed using the multi-resolution analysis technique. The rocks of the landing zone are detected reliably on the basis of the lighting character of the zone. Segmentation by multi-gray level threshold is applied to meet the requirement of real-time during the landing course. Secondly,the rocks detected are recognized and labeled based on the unsupervised clustering algorithm. The topological diagram of rocks distributed in the landing zone is created. Thirdly,the true hazard area of the landing zone is computed by the height from the laser altimeter and the inner parameters of the landing camera. Then a novel spiral searching method is applied to select the safe landing site with some redundancy,which is required to satisfy the safe bound of the lander and the exploration task. Finally,hazard avoidance strategy of the lander is generated,which guides and controls the lander to maneuver to the new and safe site. Simulation experiments have shown satisfactory results,which are applied to the lander equipped with four side-thrust engines or a host-thrust engine with a gimbal.

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期刊信息
  • 《航空学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国航空学会
  • 主编:孙晓峰
  • 地址:北京海淀区学院路37号
  • 邮编:100083
  • 邮箱:hkxb@buaa.edu.cn
  • 电话:010-82317058 82318016
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6893
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1929/V
  • 邮发代号:82-148
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,美国应用力学评论,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24676