深空探測車任務中，探測車的高精度導航與定位是探測車路徑規(guī)劃、危險避障及科學目標的接近的重要前提。由于深空探測車處于未知的外太空環(huán)境，而外太空環(huán)境的不同于地球，使得目前成熟的包括GPS在內的地面導航定位技術不適用于深空探測車。因而依據包括慣性導航單元、里程儀、立體相機等在內的探測車傳感器，開發(fā)自主、穩(wěn)定、快速的定位方法對深空探測車任務具有重要意義。本文主要研究內容包括以下三個方面：1.闡述了慣性導航系統(tǒng)的工作原理，推導了捷聯慣導的數字迭代算法，重點介紹了四元數畢卡算法、等效旋轉矢量算法及圓錐運動時的等效旋轉矢量法，并對其進行了仿真。2.闡述了立體相機導航定位的原理，針對多幀序列立體影像上的同名點，通過特征點在多幀影像上的連續(xù)追蹤，在自適應選取幾何關鍵幀的基礎上，構建幾何約束強的影像區(qū)域網。通過光束法平差方法解求網中影像最優(yōu)的外方位元素，實現了高精度導航與定位。3.對捷聯慣導系統(tǒng)（IMU）、里程儀（Odometer）和立體視覺（Visual Stereo）誤差進行了分析,建立了以捷聯慣導系統(tǒng)為主狀態(tài)方程和觀測方程，并給出了基于立體視覺/IMU/里程儀的深空探測車組合導航系統(tǒng)的聯邦濾波組合方... 

【文章來源】：南昌大學江西省 211工程院校

【文章頁數】：67 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

移動實驗平臺及相關傳感器

2.1 J2000.0 地心平赤道慣性坐標系（JPL時，一般用的是 J2000.0 月心平地球赤原點，且 X 軸、Y 軸和 Z 軸均平行于笛卡爾直角坐標系，其以月球質心為度原點方向（平均地球方向），Y 軸X，Y 構成的平面）。月固系是一個平，火星的星固系是以火星質心為原點在火星赤道面內指向本初子午線，Y坐標系。

圖 2.1 J2000.0 地心平赤道慣性坐標系（JPL）實施時，一般用的是 J2000.0 月心平地球赤道心為原點，且 X 軸、Y 軸和 Z 軸均平行于 J200也是笛卡爾直角坐標系，其以月球質心為原點向經度原點方向（平均地球方向），Y 軸垂直面（X，Y 構成的平面）。月固系是一個平極軸定義，火星的星固系是以火星質心為原點，Z 軸X 軸在火星赤道面內指向本初子午線，Y 軸在直角坐標系。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]用于行星探測車定位的視覺測程新方法[J]. 邸凱昌,萬文輝,劉召芹.  遙感學報. 2013(01)
[2]勇氣號和機遇號火星車定位方法評述[J]. 邸凱昌.  航天器工程. 2009(05)
[3]捷聯慣導系統(tǒng)姿態(tài)算法的研究[J]. 張朝霞,凌明祥,張樹俠.  中國慣性技術學報. 1999(01)

碩士論文
[1]MEMS-IMU/GPS組合導航系統(tǒng)關鍵技術研究[D]. 孔祥雷.中北大學 2010
[2]捷聯慣導算法及車載組合導航系統(tǒng)研究[D]. 嚴恭敏.西北工業(yè)大學 2004



本文編號：3032676