В задаче посадки и исследования на полюсах Луны высокоточное определение положения посадочного аппарата достигается за счет оценки позы на основе визуальной навигации по лунным кратерам. Для решения ключевых проблем, таких как неясный механизм передачи ошибки оценки позы и отсутствие инженерных параметров для практического применения, проведено исследование моделирования ошибки оценки позы в визуальной навигации по кратерам. Предложена модель ошибки позы на основе метода взвешенных наименьших квадратов для оценки ошибок позы под влиянием различных факторов. Во-первых, совместно с принципами оценки позы визуальной навигации по кратерам выполнен анализ источников ошибок и начальное моделирование. Во-вторых, с целью минимизации ошибки повторного проецирования построена модель ошибки позы. В-третьих, применением метода взвешенных наименьших квадратов выполнена количественная оценка ошибки позы. На основе цифровой модели рельефа Луны (DEM) и цифровой ортофотокарты (DOM) проведено моделирование визуальной навигации по кратерам лунного посадочного аппарата, выполнены эксперименты по оценке ошибок позы с использованием метода Монте-Карло для изучения влияния различных источников ошибок и параметров признаков на ошибку позы. Результаты экспериментов показывают, что при пиксельной ошибке обнаружения 5 пикселей и количестве кратеров 15 оценка ошибки сдвига меньше 95 м. Данная модель ошибки позволяет количественно оценивать ошибки позы под воздействием множества факторов, предложенная программа инженерных параметров удовлетворяет требованиям навигационной точности на уровне сотен метров для посадки в полярных районах Луны и предоставляет теоретическую основу для разработки схемы навигации по кратерам.
关键词
визуальная навигация; посадка в полярных районах Луны; оценка позы; модель ошибки