Modelagem do erro de estimativa da pose na navegação visual por crateras

HUANG Jianbin ,  

HE Yuntao ,  

WANG Anran ,  

LI Xiaolu ,  

XU Lijun ,  

摘要

Na missão de aterrissagem e exploração na região polar lunar, a estimativa da pose do módulo de aterragem com base na navegação visual por crateras pode alcançar uma localização precisa da aterrissagem. Para resolver problemas-chave, como o mecanismo pouco claro de transmissão do erro de estimativa da pose na navegação visual por crateras e a falta de parâmetros práticos de engenharia, foi realizado um estudo de modelagem do erro de estimativa da pose na navegação visual por crateras. Propõe-se um modelo de erro de pose baseado no método dos mínimos quadrados ponderados para estimar o erro de pose sob a influência de vários fatores. Primeiramente, combinando o princípio de estimativa de pose da navegação visual por crateras, realizou-se a análise da origem do erro de pose e a modelagem básica. Em segundo lugar, construiu-se um modelo de erro de pose com o objetivo de minimizar o erro de reprojeção. Por último, utilizando o método dos mínimos quadrados ponderados, realizou-se a estimativa quantitativa do erro de pose. Com base no Modelo Digital de Elevação (DEM) e no Mapa Ortográfico Digital (DOM) da região polar lunar, simulou-se a navegação visual por crateras do módulo de aterragem lunar, realizando experimentos de estimativa do erro de pose baseados em simulação de Monte Carlo para estudar o impacto de diferentes fontes de erro e parâmetros de características no erro de pose. Os resultados experimentais mostram que, quando o erro de detecção de pixel é de 5 pixels e o número de crateras é 15, o valor estimado do erro de translação é inferior a 95 m. Este modelo de erro pode realizar uma estimativa quantitativa do erro de pose sob a influência de múltiplos fatores, o plano de parâmetros de engenharia proposto atende aos requisitos de precisão de navegação na escala de centenas de metros para aterrissagens na região polar lunar, proporcionando uma base teórica para o projeto do esquema de navegação por crateras.

关键词

navegação visual; aterrissagem na região polar lunar; estimativa de pose; modelo de erro

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