隨著人類對深空探索的不斷深入與航天技術(shù)的蓬勃發(fā)展,新時期太空任務(wù)對漫游器在行星表面探測的自主導航技術(shù)提出了挑戰(zhàn)。漫游器的自主導航技術(shù)作為行星探測任務(wù)的關(guān)鍵,直接影響漫游器實地巡視探測的可靠性和科學回報率。鑒于火星表面環(huán)境復雜、機載計算機能力有限、任務(wù)巡視范圍擴大等情況,傳統(tǒng)的基于航跡遞推的漫游器探測方式已經(jīng)無法滿足未來深層次探測任務(wù)的需要。SLAM（Simultaneous Localization and Mapping）同時定位與地圖構(gòu)建技術(shù)作為一種新型的導航體系應用于行星表面探測任務(wù)中,是行星表面完備導航的重要支撐。因此,有必要研究發(fā)展新一代基于SLAM技術(shù)的漫游器自主導航算法。本學位論文結(jié)合國家自然科學基金項目“火星大范圍漫游探測協(xié)同導航與控制方法研究”和上海宇航系統(tǒng)工程研究所項目“火星車自主導航地面試驗驗證原理樣機研制”,針對火星表面特殊環(huán)境的特點,對火星漫游器在巡視任務(wù)階段的SLAM算法進行了深入研究,論文的主要研究內(nèi)容包括以下幾個方面:第一,對EKF（Extended Kalman Filter,擴展卡爾曼濾波）框架下火星漫游器SLAM算法中計算復雜度的問題進行了研究。在... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：128 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

火星任務(wù)探測器全家福[圖片引用源https://www.planetary.org/multimedia/space-images/]

哈爾濱工業(yè)大學工學博士學位論文圖1-2“好奇”號漫游器有效載荷[圖片引用源https://mars.nasa.gov/msl/home/]Fig.1-2EffectivepayloadsofCuriosityMarsrover其中9個工程相機、7個科學相機、7個進入段與著陸段相機，是目前火星漫游器發(fā)展的最高水平�！盎鹦�2020”號火星漫游器會繼續(xù)“機遇”號和“好奇”號的任務(wù)，對火星地質(zhì)進行進一步分析，研究火星地質(zhì)的演化進程，繼續(xù)探索生命存在的可能性[47]。相比于此前的火星漫游器，“火星2020”號漫游器是單體漫游器發(fā)展的最高水平，具備更高的智能化設(shè)計，能夠自主導航、自主檢測、自主避障和自主規(guī)劃，具有更加完備的系統(tǒng)支持[48,49]。圖1-3“火星2020”號漫游器有效載荷[圖片引用源https://mars.nasa.gov/mars2020/]Fig.1-3EffectivepayloadsofMarsrover2020圖1-4為火星漫游器發(fā)展總結(jié)。關(guān)于火星漫游器的發(fā)展，已經(jīng)完成巡視任務(wù)的漫游器有“索杰納”號、“勇氣”號和“機遇”號，“索杰納”號導航方式為傳統(tǒng)的航跡遞推模式，“勇氣”號和“機遇”號導航方式為慣性與視覺導航組合；正在開展巡視任務(wù)的漫游器主要是“好奇”號，采用慣性與視覺導航組合的導航方式；未來計劃巡視任務(wù)的漫游器有美國NASA研制的“火星2020”號漫游器、歐空局研-6-

哈爾濱工業(yè)大學工學博士學位論文圖1-2“好奇”號漫游器有效載荷[圖片引用源https://mars.nasa.gov/msl/home/]Fig.1-2EffectivepayloadsofCuriosityMarsrover其中9個工程相機、7個科學相機、7個進入段與著陸段相機，是目前火星漫游器發(fā)展的最高水平�！盎鹦�2020”號火星漫游器會繼續(xù)“機遇”號和“好奇”號的任務(wù)，對火星地質(zhì)進行進一步分析，研究火星地質(zhì)的演化進程，繼續(xù)探索生命存在的可能性[47]。相比于此前的火星漫游器，“火星2020”號漫游器是單體漫游器發(fā)展的最高水平，具備更高的智能化設(shè)計，能夠自主導航、自主檢測、自主避障和自主規(guī)劃，具有更加完備的系統(tǒng)支持[48,49]。圖1-3“火星2020”號漫游器有效載荷[圖片引用源https://mars.nasa.gov/mars2020/]Fig.1-3EffectivepayloadsofMarsrover2020圖1-4為火星漫游器發(fā)展總結(jié)。關(guān)于火星漫游器的發(fā)展，已經(jīng)完成巡視任務(wù)的漫游器有“索杰納”號、“勇氣”號和“機遇”號，“索杰納”號導航方式為傳統(tǒng)的航跡遞推模式，“勇氣”號和“機遇”號導航方式為慣性與視覺導航組合；正在開展巡視任務(wù)的漫游器主要是“好奇”號，采用慣性與視覺導航組合的導航方式；未來計劃巡視任務(wù)的漫游器有美國NASA研制的“火星2020”號漫游器、歐空局研-6-

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]行星著陸巡視自主視覺導航方法研究[D]. 余萌.哈爾濱工業(yè)大學 2016



本文編號：2967447