隨著人類對(duì)深空探索的不斷深入與航天技術(shù)的蓬勃發(fā)展,新時(shí)期太空任務(wù)對(duì)漫游器在行星表面探測(cè)的自主導(dǎo)航技術(shù)提出了挑戰(zhàn)。漫游器的自主導(dǎo)航技術(shù)作為行星探測(cè)任務(wù)的關(guān)鍵,直接影響漫游器實(shí)地巡視探測(cè)的可靠性和科學(xué)回報(bào)率。鑒于火星表面環(huán)境復(fù)雜、機(jī)載計(jì)算機(jī)能力有限、任務(wù)巡視范圍擴(kuò)大等情況,傳統(tǒng)的基于航跡遞推的漫游器探測(cè)方式已經(jīng)無(wú)法滿足未來(lái)深層次探測(cè)任務(wù)的需要。SLAM（Simultaneous Localization and Mapping）同時(shí)定位與地圖構(gòu)建技術(shù)作為一種新型的導(dǎo)航體系應(yīng)用于行星表面探測(cè)任務(wù)中,是行星表面完備導(dǎo)航的重要支撐。因此,有必要研究發(fā)展新一代基于SLAM技術(shù)的漫游器自主導(dǎo)航算法。本學(xué)位論文結(jié)合國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“火星大范圍漫游探測(cè)協(xié)同導(dǎo)航與控制方法研究”和上海宇航系統(tǒng)工程研究所項(xiàng)目“火星車自主導(dǎo)航地面試驗(yàn)驗(yàn)證原理樣機(jī)研制”,針對(duì)火星表面特殊環(huán)境的特點(diǎn),對(duì)火星漫游器在巡視任務(wù)階段的SLAM算法進(jìn)行了深入研究,論文的主要研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面:第一,對(duì)EKF（Extended Kalman Filter,擴(kuò)展卡爾曼濾波）框架下火星漫游器SLAM算法中計(jì)算復(fù)雜度的問(wèn)題進(jìn)行了研究。在... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：128 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

火星任務(wù)探測(cè)器全家福[圖片引用源https://www.planetary.org/multimedia/space-images/]

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位論文圖1-2“好奇”號(hào)漫游器有效載荷[圖片引用源https://mars.nasa.gov/msl/home/]Fig.1-2EffectivepayloadsofCuriosityMarsrover其中9個(gè)工程相機(jī)、7個(gè)科學(xué)相機(jī)、7個(gè)進(jìn)入段與著陸段相機(jī)，是目前火星漫游器發(fā)展的最高水平�！盎鹦�2020”號(hào)火星漫游器會(huì)繼續(xù)“機(jī)遇”號(hào)和“好奇”號(hào)的任務(wù)，對(duì)火星地質(zhì)進(jìn)行進(jìn)一步分析，研究火星地質(zhì)的演化進(jìn)程，繼續(xù)探索生命存在的可能性[47]。相比于此前的火星漫游器，“火星2020”號(hào)漫游器是單體漫游器發(fā)展的最高水平，具備更高的智能化設(shè)計(jì)，能夠自主導(dǎo)航、自主檢測(cè)、自主避障和自主規(guī)劃，具有更加完備的系統(tǒng)支持[48,49]。圖1-3“火星2020”號(hào)漫游器有效載荷[圖片引用源https://mars.nasa.gov/mars2020/]Fig.1-3EffectivepayloadsofMarsrover2020圖1-4為火星漫游器發(fā)展總結(jié)。關(guān)于火星漫游器的發(fā)展，已經(jīng)完成巡視任務(wù)的漫游器有“索杰納”號(hào)、“勇氣”號(hào)和“機(jī)遇”號(hào)，“索杰納”號(hào)導(dǎo)航方式為傳統(tǒng)的航跡遞推模式，“勇氣”號(hào)和“機(jī)遇”號(hào)導(dǎo)航方式為慣性與視覺(jué)導(dǎo)航組合；正在開(kāi)展巡視任務(wù)的漫游器主要是“好奇”號(hào)，采用慣性與視覺(jué)導(dǎo)航組合的導(dǎo)航方式；未來(lái)計(jì)劃巡視任務(wù)的漫游器有美國(guó)NASA研制的“火星2020”號(hào)漫游器、歐空局研-6-

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位論文圖1-2“好奇”號(hào)漫游器有效載荷[圖片引用源https://mars.nasa.gov/msl/home/]Fig.1-2EffectivepayloadsofCuriosityMarsrover其中9個(gè)工程相機(jī)、7個(gè)科學(xué)相機(jī)、7個(gè)進(jìn)入段與著陸段相機(jī)，是目前火星漫游器發(fā)展的最高水平�！盎鹦�2020”號(hào)火星漫游器會(huì)繼續(xù)“機(jī)遇”號(hào)和“好奇”號(hào)的任務(wù)，對(duì)火星地質(zhì)進(jìn)行進(jìn)一步分析，研究火星地質(zhì)的演化進(jìn)程，繼續(xù)探索生命存在的可能性[47]。相比于此前的火星漫游器，“火星2020”號(hào)漫游器是單體漫游器發(fā)展的最高水平，具備更高的智能化設(shè)計(jì)，能夠自主導(dǎo)航、自主檢測(cè)、自主避障和自主規(guī)劃，具有更加完備的系統(tǒng)支持[48,49]。圖1-3“火星2020”號(hào)漫游器有效載荷[圖片引用源https://mars.nasa.gov/mars2020/]Fig.1-3EffectivepayloadsofMarsrover2020圖1-4為火星漫游器發(fā)展總結(jié)。關(guān)于火星漫游器的發(fā)展，已經(jīng)完成巡視任務(wù)的漫游器有“索杰納”號(hào)、“勇氣”號(hào)和“機(jī)遇”號(hào)，“索杰納”號(hào)導(dǎo)航方式為傳統(tǒng)的航跡遞推模式，“勇氣”號(hào)和“機(jī)遇”號(hào)導(dǎo)航方式為慣性與視覺(jué)導(dǎo)航組合；正在開(kāi)展巡視任務(wù)的漫游器主要是“好奇”號(hào)，采用慣性與視覺(jué)導(dǎo)航組合的導(dǎo)航方式；未來(lái)計(jì)劃巡視任務(wù)的漫游器有美國(guó)NASA研制的“火星2020”號(hào)漫游器、歐空局研-6-

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號(hào)：2967447