為進(jìn)行天際線遮擋角的準(zhǔn)確預(yù)報(bào),提出了月球車(chē)圖像的地形遮擋角高精度計(jì)算方法.首先闡述了月球車(chē)圖像的地形遮擋角預(yù)報(bào)流程,然后重點(diǎn)分析了月球車(chē)相機(jī)在軌幾何標(biāo)定、基于閉合區(qū)域網(wǎng)平差的月球車(chē)相機(jī)在軌位姿參數(shù)估計(jì)、月球車(chē)位姿參數(shù)高精度計(jì)算和天際線自動(dòng)提取等關(guān)鍵技術(shù).最后,通過(guò)我國(guó)嫦娥四號(hào)月球車(chē)的專項(xiàng)試驗(yàn),驗(yàn)證了月球車(chē)圖像的地形遮擋角高精度計(jì)算方法具有較高的地形遮擋角預(yù)測(cè)精度和應(yīng)用穩(wěn)定性. 

【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué):技術(shù)科學(xué). 2020,50(01)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：15 頁(yè)

【部分圖文】：

(網(wǎng)絡(luò)版彩圖)月球車(chē)導(dǎo)航相機(jī)工作示意圖

在圖2中Sn,S1,S2等相機(jī)成像位置,月球車(chē)固件可提供在月球車(chē)本體下的三維坐標(biāo),如圖2十字絲所示的固件控制點(diǎn).在月球車(chē)左右方向的相機(jī)位置Si和Sj,太陽(yáng)翼電池片能提供長(zhǎng)度控制信息,即電池片角點(diǎn)間的距離,且角點(diǎn)位于圖像四度重疊像點(diǎn)中.將這些控制信息融入到區(qū)域網(wǎng)光束法平差模型中,不僅可以將相機(jī)系和起始基準(zhǔn)坐標(biāo)系納入到月球車(chē)本體系下,而且將未閉合的區(qū)域網(wǎng)平差模型強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為閉合區(qū)域網(wǎng)光束法平差模型.以3.1節(jié)月球車(chē)在軌相機(jī)標(biāo)定參數(shù)為已知值,利用圖像四度重疊點(diǎn)作為橋梁,將式(5)可以改寫(xiě)為

經(jīng)相機(jī)視場(chǎng)角分析,在月球車(chē)桅桿俯仰角為-24°～-10°的范圍內(nèi),月球車(chē)導(dǎo)航相機(jī)圖像能同時(shí)拍攝到天空和月球車(chē)固件控制點(diǎn).在月球車(chē)具體工作中,環(huán)拍時(shí)桅桿俯仰角為0°,當(dāng)立體相機(jī)向后成像時(shí),桅桿俯仰角可調(diào)至-20°,但需要保證不同俯仰角的序列圖像間包含接近20%的重疊區(qū)域.在探測(cè)點(diǎn)A2,立體導(dǎo)航相機(jī)從后方起按逆時(shí)針成像18次,相鄰相機(jī)位置的立體圖像間自動(dòng)匹配出6對(duì)同名像點(diǎn),共計(jì)118個(gè)特征點(diǎn),其中10個(gè)特征點(diǎn)如圖7所示,108個(gè)像點(diǎn)為四度重疊像點(diǎn).在月球車(chē)左右方向,選擇太陽(yáng)翼電池片的長(zhǎng)度作為特征點(diǎn)的約束條件,共20個(gè).設(shè)置收斂次數(shù)為5次.控制點(diǎn)坐標(biāo)在月球車(chē)本體系下,相機(jī)外參數(shù)初始值依據(jù)表5的桅桿姿態(tài)角通過(guò)本體系與相機(jī)系的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換獲得.使用閉合區(qū)域網(wǎng)平差模型,單位權(quán)方差為1.20 pixel,36個(gè)位置相機(jī)外參數(shù)精度如圖8所示.圖4(網(wǎng)絡(luò)版彩圖)玉兔號(hào)月球車(chē)全景相機(jī)圖像天際線提取示例二.(a)原始圖像;(b)邊緣檢測(cè)后的圖像;(c)天際線提取效果圖,曲線為天際線

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[3]嫦娥-3號(hào)月面巡視探測(cè)器立體相機(jī)的控制場(chǎng)檢校[J]. 張爍,徐亞明,劉少創(chuàng),燕丹晨.  武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版). 2015(11)
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[6]玉兔號(hào)月球車(chē)全景相機(jī)的正交變換投影模型[J]. 張爍,李群智,溫博,劉少創(chuàng).  武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版). 2014(07)

博士論文
[1]嫦娥三號(hào)月面巡視探測(cè)器導(dǎo)航定位技術(shù)研究[D]. 馬友青.武漢大學(xué) 2014

碩士論文
[1]總體最小二乘精度評(píng)定方法研究[D]. 趙英文.東華理工大學(xué) 2017



本文編號(hào)：3032830