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空间探测器着陆过程中的机器视觉关键技术研究     在线阅读 整本下载 分章下载 分页下载 本系统暂不支持迅雷或FlashGet等下载工具
【英文题名】 Research on Key Technology of Machine Vision for Spacecraft Landing
【作者】 丁萌;
【导师】 吴庆宪; 曹云峰;
【学位授予单位】 南京航空航天大学;
【学科专业名称】 控制理论与控制工程
【学位年度】 2010
【论文级别】 博士
【网络出版投稿人】 南京航空航天大学
【网络出版投稿时间】 2011-10-21
【关键词】 机器视觉; 探测器着陆导航、制导与控制; 障碍检测; 陨石坑检测; 岩石检测; 运动参数估计; 坡度估计;
【英文关键词】 machine vision; Guidance; Navigation and Control system for spacecraft landing; hazards detection; crater detection; rock detection; motion estimation; slope estimation;
【中文摘要】 实现探测器在月球、火星等星球表面着陆是当今各国在深空探测领域的主要目标之一。在探测器着陆过程中,由于无法对其进行实时远程控制,因此必须为其开发具有环境感知、障碍检测、着陆场搜索、路径规划和自主运动控制等能力的导航、制导与控制系统。机器视觉为这一系统的建立提供了一个好的发展方向。本文主要针对应用于探测器着陆导航、制导与控制系统中的机器视觉算法开展研究。 首先,根据机器视觉在探测器着陆导航、制导与控制系统中承担的主要任务——障碍检测与运动参数估计,设计了一套将机器视觉应用于着陆过程的技术方案;在此基础上,分析了机器视觉的工作时间段和任务目标等,研究了机器视觉的工作流程;根据障碍物的尺寸和分布,将障碍检测分为四个阶段:平整度计算、陨石坑检测、岩石检测和斜坡坡度估计;研究了一种基于多尺度窗口区域内灰度变化标准差的平整度计算方法,实验表明这一方法可以有效完成预定着陆区域的确定。 其次,提出了一种陨石坑检测算法。根据预定着陆区域和陨石坑灰度图像的特点,提出了首先进行陨石坑候选区域确定,用以完成对陨石坑区域的初选,缩小陨石坑检测的范围;根据陨石坑具有亮、暗边缘的特点,改进了用于陨石坑边缘拟合的弦中点Houg...
【英文摘要】 Currently, it is an important aim of main astronautics countries to make spacecraft or probe safe landing on Lunar, Martian or other planetary surface in the field of space exploration. A key motivation for developing advanced Guidance, Navigation and Control system including environment perception, hazards detection, landing site search, path planning and autonomous motion control, is that communication latency and bandwidth limitations severely constrain the ability of humans to control robot functions re...
【更新日期】 2011-11-09

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