【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及视觉导航领域，尤其涉及一种基于陨坑编码的月球探测器视觉定位方法。
技术介绍
1、由于月球表面复杂的地形，在进行月球探测时通常需要避免撞击障碍物或陷入陨坑等危险情况，因此实现快速精准的定位是月球探测亟待解决的技术难点。
2、视觉定位技术为月球探测器提供了必要的导航、定位和感知能力。视觉定位技术是通过相机和图像处理技术实现对目标物体在三维空间中的精确定位，其核心在于通过图像处理算法提取目标物体的特征，并结合相机的参数，确定物体的三维坐标和姿态信息。
3、地形相对导航方法与视觉定位技术紧密相关，它是一种通过获取目标天体表面的陆标信息，并与已知陆标进行匹配，进而估计探测器位置和姿态的导航方法。用于地形相对导航的陆标可以是陨坑、岩石等突出的自然特征，也可以是尺度不变特征变换等图像特征，还可以是局部区域或者人造陆标。因为陨坑通常具有固定的抛物线或截锥形状，在下降序列图像中一般呈现为圆形或椭圆的轮廓形状，具有稳定的特征，所以通常选取陨坑作为导航定位的可靠陆标。
4、基于陨坑的视觉定位技术被广泛应用，它...
【技术保护点】
1.一种新型的基于陨坑编码的月球探测器视觉定位方法，其特征是：应用地理位置编码对Robbins陨坑库进行编码得到编码数据库；在编码数据库内，利用编码搜索算法得到候选陨坑列表；针对实拍图片，选择适用于大尺寸的陨坑检测算法，检测与候选陨坑列表对应的大尺寸陨坑，形成大尺寸匹配对；利用大尺寸匹配对，更新相机的初始位姿，获得粗定位误差；对更新后的相机初始位姿，在候选陨坑列表内，利用编码搜索算法，结合小陨坑尺寸范围约束得到小尺寸陨坑子库；针对实拍图片，选择适用于小尺寸的陨坑检测算法，在粗定位误差限定的局部范围内检测与陨坑中心投影对应的小尺寸陨坑，形成小尺寸匹配对；最后进行位姿解算...
【技术特征摘要】
1.一种新型的基于陨坑编码的月球探测器视觉定位方法，其特征是：应用地理位置编码对robbins陨坑库进行编码得到编码数据库；在编码数据库内，利用编码搜索算法得到候选陨坑列表；针对实拍图片，选择适用于大尺寸的陨坑检测算法，检测与候选陨坑列表对应的大尺寸陨坑，形成大尺寸匹配对；利用大尺寸匹配对，更新相机的初始位姿，获得粗定位误差；对更新后的相机初始位姿，在候选陨坑列表内，利用编码搜索算法，结合小陨坑尺寸范围约束得到小尺寸陨坑子库；针对实拍图片，选择适用于小尺寸的陨坑检测算法，在粗定位误差限定的局部范围内检测与陨坑中心投影对应的小尺寸陨坑，形成小尺寸匹配对；最后进行位姿解算，实现月球探测器的快速精准定位。
2.根据权利要求1所述基于陨坑编码的月球探测器视觉定位方法，所述的地理位置编码，是指利用geohash编码或正六面体球投影编码或正二十面体球投影编码方法对陨坑地理坐标进行编码。三种编码的特点是将二维经纬度信息转换为一维索引信息，利用编码前缀提高索引效率。可以选择三种地理位置编码中的任意一种编码方法对robbins陨坑库的经纬度信息进行编码得到编码数据库。
3.根据权利要求1、2所述基于陨坑编码的月球探测器视觉定位方法，所述的robbins陨坑库，是由美国国家航空航天局发布的关于月球上所分布陨坑相关信息的数据库。robbins陨坑库的主要信息有：陨坑拟合圆中心点经纬度坐标，拟合椭圆中心点经纬度坐标，拟合圆直径，拟合圆标准差，拟合椭圆长短轴，拟合椭圆离心率，椭圆率等。
4.根据权利要求1所述基于陨坑编码的月球探测器视觉定位方法，所述的编码搜索算法，是指一种结合相机视场中心的编码值和搜索半径进行局部搜索的快速检索算法。首先通过相机的初始位姿获得相机的视场中心，对相机的视场中心进行地理位置编码得到相机视场中心的编码值，然后通过相机的视场角和相机的位姿误差计算得到搜索半径，根据搜索半径的大小在相机视场中心的编码值附近进行局部搜索。在编码数据库内，利用编码搜索算法得到候选陨坑列表，可以减少匹配陨坑的冗余，加快...
【专利技术属性】
技术研发人员：何云涛，李思源，黄建斌，张硕，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
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