我國玉兔2號月球車現(xiàn)有的巡視導航定位方法主要是通過地面遙操作規(guī)劃控制完成的,為了最大化巡視器每次規(guī)劃的行駛距離,其采用大間距行進模式,每次行進通常在6-9米之間,使得相鄰導航站點距離較大,所拍攝圖像的尺度、旋轉(zhuǎn)、平移上有較大的變化,圖像重疊度較低且重疊區(qū)分辨率與形態(tài)差異很大,為站點間圖像的自動匹配帶來極大困難,進而影響相鄰站點視覺定位的自動化進程。針對巡視器大間距行進視覺定位中的大尺度、旋轉(zhuǎn)變化圖像的匹配問題,本文從尺度空間差異性分析的角度分析了空間分辨率比例對匹配成功性的影響關系,提出并建立了圖像像素空間分辨率（單個像素對應月面區(qū)域的尺寸）比對分析模型,給出了不同站點距離、成像距離和月面傾角條件下圖像重疊與縮放的定量關系,并結(jié)合了嫦娥四號任務數(shù)據(jù),對上述模型和分析的有效性進行驗證,確立了上述方法對工程任務的指導意義。具體工作如下:首先從透視投影變換關系出發(fā),考慮觀測點月面法向等因素,推導單位像素變化對實際空間位置的影響,建立像素空間分辨率計算的通用模型;再對相鄰站點成像關系進行分析,推導出通用的像素空間分辨率比對分析模型。然后推導了不同站點距離、成像距離和月面傾角等因素影響像素空間分... 

【文章來源】：江西理工大學江西省

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 選題來源
    1.2 研究背景
    1.3 國內(nèi)外巡視器導航定位的研究歷程
        1.3.1 國外巡視器及其導航定位的研究歷程
        1.3.2 國內(nèi)巡視器及其導航定位的研究歷程
    1.4 論文研究內(nèi)容和結(jié)構安排
第二章 圖像配準與視覺定位
    2.1 引言
    2.2 坐標系及坐標轉(zhuǎn)換
        2.2.1 相關坐標系的定義
        2.2.2 坐標系轉(zhuǎn)換和相機成像模型
    2.3 最優(yōu)圖像的選擇
    2.4 圖像匹配算法——ASIFT
        2.4.1 圖像預處理
        2.4.2 圖像二次采樣
        2.4.3 SIFT特征提取
        2.4.4 SIFT匹配
    2.5 同站左、右圖像匹配算法
        2.5.1 相關系數(shù)匹配
        2.5.2 最小二乘匹配
    2.6 前、后兩站匹配點結(jié)果檢查——前方交會算法
    2.7 導航點當前位置計算——光束法平差算法
第三章 像素空間分辨率的建模與分析
    3.1 引言
    3.2 相機成像單位像素的空間分辨率建模
    3.3 相鄰站點圖像像素的空間分辨率建模
    3.4 相鄰站點圖像像素的空間分辨率比對分析
        3.4.1 傾角固定的像素空間分辨率比對分析
        3.4.2 傾角可變的像素空間分辨率比對分析
第四章 基于玉兔2號月面數(shù)據(jù)的實驗分析
    4.1 引言
    4.2 自動匹配定位成功
        4.2.1 月面水平狀態(tài)
        4.2.3 月面傾斜狀態(tài)
    4.3 自動匹配定位失敗
        4.3.1 空間分辨率比值過大
        4.3.2 橫縱壓縮比差異過大
        4.3.3 特征匹配點較為集中
        4.3.4 采用同向拍攝的最中間圖像
    4.4 分析小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士期間的研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]月面巡視器基于深度學習的即時定位與建圖[J]. 嚴超華,李斌,龔小謹.  載人航天. 2018(06)
[2]火星車絕對定位方法選擇[J]. 彭松,賈陽,陳百超.  深空探測學報. 2016(02)
[3]相關系數(shù)和最小二乘影像匹配算法的實現(xiàn)與研究[J]. 曾凡永,顧愛輝,陳海峰,項皓東.  水利與建筑工程學報. 2015(06)
[4]基于監(jiān)視相機單像量測的嫦娥三號巡視器與著陸器分離決策支持[J]. 趙強,劉召芹,萬文輝,李巍,孫義威,邸凱昌,周建亮,席露華,鐵偉濤.  遙感學報. 2014(05)
[5]基于降落圖像匹配的嫦娥三號著陸點位置評估[J]. 萬文輝,劉召芹,劉一良,劉斌,邸凱昌,周建亮,王保豐,劉傳凱,王鎵.  航天器工程. 2014(04)
[6]嫦娥三號巡視器的慣導與視覺組合定姿定位[J]. 劉傳凱,王保豐,王鎵,唐歌實,萬文輝,卜彥龍.  飛行器測控學報. 2014(03)
[7]嫦娥三號“玉兔號”巡視器遙操作中的關鍵技術[J]. 吳偉仁,周建亮,王保豐,劉傳凱.  中國科學:信息科學. 2014(04)
[8]基于LM法的光束法平差巡視器導航定位[J]. 馬友青,賈永紅,劉少創(chuàng),賈陽.  東北大學學報(自然科學版). 2014(04)
[9]火星著陸自主導航方案研究進展[J]. 崔平遠,高艾,于正湜.  深空探測學報. 2014(01)
[10]最小二乘影像匹配算法的實現(xiàn)與研究[J]. 周時倫.  信息通信. 2013(04)

博士論文
[1]嫦娥三號月面巡視探測器導航定位技術研究[D]. 馬友青.武漢大學 2014
[2]同視域多幀視覺影像超分辨率重建技術研究[D]. 江濤.山東科技大學 2005

碩士論文
[1]融合車載傳感數(shù)據(jù)的長距離相對定位[D]. 薛棟娥.江西理工大學 2019
[2]基于IMU/立體相機/里程儀的探測車的聯(lián)邦濾波組合導航定位研究[D]. 李宇.南昌大學 2015
[3]基于SIFT算法的雙目立體視覺定位研究[D]. 李耀云.太原理工大學 2013
[4]數(shù)碼相機標定及相關技術的研究[D]. 劉金鳳.重慶大學 2010
[5]立體視覺里程計關鍵技術與應用研究[D]. 彭勃.浙江大學 2008



本文編號：3201501