【摘 要】
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月球车是对月球进行大范围详细探测最直接有效的工具,而自主导航技术是月球车实现完全自主探测的关键,因此各种自主导航方法成了月球车技术研究的重点,本文研究一种基于双目
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月球车是对月球进行大范围详细探测最直接有效的工具,而自主导航技术是月球车实现完全自主探测的关键,因此各种自主导航方法成了月球车技术研究的重点,本文研究一种基于双目视觉的月球车自主导航方法。首先,通过对双目视觉导航的原理分析,建立导航算法流程,定义相关坐标系并给出转换关系,建立相机成像模型和双目相机测距模型,推导基于双目相机获取空间点坐标的方法。其次,通过对Harris和Susan特征角点检测方法的对比分析,本文确定选择Susan检测方法作为月球车视觉导航系统所用的特征提取算法;在唯一性和顺序一致性立体匹配约束准则基础上,给出一种灰度相关立体匹配与跟踪算法,并进行仿真实验验证。再次,通过对刚体运动的几种表示法的比较,选定四元数来表示月球车的运动,给出一种基于单位四元数法进行导航运动参数精确求解的估计算法,并进行数学仿真实验验证。最后,为实现月球车的路径规划,给出一种改进的蚁群算法。该算法通过栅格化、双向搜索、改进信息素更新策略、改进散播方式等手段,解决传统蚁群算法收敛速度慢、易陷入局部最优解的缺陷,提高月球车导航过程中路径规划的能力。
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