一种针对复杂地形的巡视探测器平均自由程计算方法技术

本发明专利技术公开了一种针对于复杂地形环境的巡视探测器平均自由程计算方法，包括以下步骤：巡视探测器定位点和行驶方向的选择；巡视探测器车体投影区域可通过性判定；平均自由程计算。本发明专利技术通过建立星体地形数字高程图DEM，真实反映巡视探测器的探测环境，可应用于存在各种类型障碍(例如斜坡和不规则障碍)的复杂地形环境中，并且计算精度不受地形复杂程度的影响。本发明专利技术通过按固定角度间隔旋转星体地形数字高程图DEM图，并在每幅图上均沿固定方向直行的方法进行平均自由程计算，降低了算法复杂度，同时提高了仿真速度。本发明专利技术将坡度和高程值差作为单次自由程计算终止的判定条件，综合考虑了巡视探测器的爬坡能力和越障能力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于航空航天领域，涉及到巡视探测器平均自由程的计算方法，特别涉及到一种针对于复杂地形的巡视探测器平均自由程计算方法
技术介绍
向月球、火星等外星体投放巡视探测器是深空探测领域的关键环节。平均自由程(Mean Free Path, MFP)是一个与巡视探测器碰到障碍物的概率和通过障碍物的能力有关的统计度量，其定义为特定的地形中，在必须改变行驶方向之前，巡视探测器所能直线行走的平均路程。其主要用途有以下两个方面(I)在特定地形下，评价巡视探测器的移动性能，为巡视探测器尺寸选择、悬架设计、底盘设计提供依据。(2)在巡视探测器确定的情况下，评价地形可通过性的优劣，为着陆区域的选择以及着陆区域安全系数的评价提供依据。目前，平均自由程的计算公式是由S. Michaud等人在《Rover Chassis Evaluation andDesign Optimizations Using the RCET》中提出的，首先针对一定区域内阻碍巡视探测器漫游的障碍物，用直径描述其大小；然后统计不同直径范围障碍物在该区域内的个数，基于下述公式实现平均自由程的计算

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种针对于复杂地形环境的巡视探测器平均自由程计算方法，其特征在于包括以下步骤 A、巡视探测器定位点和行驶方向的选择 Al、生成星体地形数字高程图Digital Elevation Map, DEM 由数字高程模型描述的某星体表面区域的地形数据是一组三维向量有限序列，用函数的形式描述为=Vi = (XiiYiiZi) (i = 1,2,3,…，η)，其中，Xi, Yi是平面坐标，Zi是Xi, Yji应的高程；在Matlab软件中首先编程实现平面坐标及高程的范围提取，即寻找X方向最小值Xmin和最大值Xmax、Y方向最小值Ymin和最大值Ymax、Z方向最小值Zmin和最大值Zmax ;然后，确定地图中每个像素所代表的空间尺寸及不同灰度值所代表的高程值，建立用灰度图像描述的数字高程图，其中，0-255的灰度值与Zmin-Zmax之间为线性的映射关系； A2、选择行驶方向 平均自由程为多次随机选择起始位置和行驶方向所获取的自由程的平均值，需要耗费很长的仿真时间；为了降低算法复杂度，提高仿真速度，选择按固定角度间隔旋转星体地形数字高程图DEM，然后在每幅图上均沿固定方向行驶的方法进行平均自由程计算，避免随机选择方向行驶时车体投影区域计算的复杂性； A3...

【专利技术属性】
技术研发人员：李琳辉，连静，王蒙蒙，韩虎，郭烈，王文波，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：