“祝融号”火星车驶离着陆平台决策支持几何参数计算方法

“祝融号”火星车驶离着陆平台是天问1号探测器系统着陆后进行的第一个关键动作,是后续火星表面巡视探测工作的基础。为向火星车安全驶离提供决策支持,提出基于导航相机立体图像的平面间角度计算方法计算着陆平台驶离轨道异面角(两驶离轨道间夹角)与驶离轨道坡度角(驶离轨道与火星表面间夹角)。阐述基于导航相机图像的火星车在轨驶离决策支持的流程,首先采用前方交会算法获得火星表面点云坐标及驶离轨道特征点坐标,然后创新性地提出结合随机采样一致性(RANSAC)算法与总体最小二乘法的平面拟合方法拟合出驶离轨道平面与火星表面,并通过模拟实验验证了该方法的合理性,最后计算出驶离轨道异面角(0.203°)与两驶离轨道坡度角(-18.947°、-19.154°),并用于“祝融号”火星车在轨驶离决策中。2021年5月22日,“祝融号”火星车成功驶离着陆平台踏上火星表面。

机载三维成像仪的定位原理与误差分析

本文论述了“机载三维成像仪”的定位原理，并在系统定位原理的基础上，详细讨论了与“机载三维成像仪”的对地定位精度有关的传感器的误差对系统定位精度的影响。这一问题的研究不仅对研制针对不同目的的激光地形制图系统的设计具有指导意义。

月面巡视探测器立体相机共线方程的建立

为了准确提取月面巡视探测器探测区域的DEM并实现对月面巡视探测器的高精度定位,需要根据月面巡视探测器携带的立体相机的成像原理和配置情况,建立立体相机的共线方程。文章讨论了在水平和垂直方向旋转摄影条件下,月面巡视探测器桅杆上的立体相机的共线方程。

彩色航空影像分割的OCTOPUS方法

针对航空影像中目标提取问题中存在的困难，提出了一种顾及目标的区域特征、边缘特征、形状的连续性与平滑性及人的识别能力的彩色影像中目标提取方法，根据这一算法的性质和行为特征，本文将其称为Ｏｃｔｏｐｕｓ方法。本文最后给出了将Ｏｃｔｏｐｕｓ用于彩红外影像中目标提取的例子。

信息融合技术对澜沧江(湄公河)源头的判释

利用遥感、地理信息系统与全球定位系统多种信息的融合技术对澜沧江的源头进行考察和综合分析,最后判定扎阿曲为其源头.

北京通县地区重力测网的可靠性分析

本文以测量平差系统的可靠性理论为基础,对北京通县地区重力测网的可靠性进行了分析。结果表明:北京通县地区重力测网在可靠性方面存在着严重问题。建议对此重力测网进行改造,以增强可靠性。

基于动态规划的航空影象中的目标提取

在对Ｓｎａｋｅｓ能量函数进行了改进之后，将其用于处理航空影象中的目标提取。动态规划方法被用来解决优化求解问题。最后给出了利用这种方法对目标进行提取的例子。

城市DSM的快速获取及其三维显示的研究

城市数字表面模型 (DSM)作为城市的重要信息有着十分广泛的应用 ,机载三维成像仪可以快速获取DSM数据 ,而无需地面控制点。该文介绍了利用三维成像仪快速获取城市DSM图像的数据处理技术 ,阐述了基于城市DSM影像显示城市三维模型的原理 ,着重分析了显示城市DSM图像奇异表面的方法和侧面处理思想。最后通过珠海、澳门地区飞行数据的处理和三维鸟瞰显示 ,说明了方法的可行性。

基于LM法的光束法平差巡视器导航定位

光束法平差是一种通过高斯牛顿法进行最优估计的方法,在利用相机图像进行巡视器导航定位时起着重要的作用.为获得在缺少足够控制信息的月面环境下的高精度定位信息,提出一种利用列文伯格-马夸尔特算法(LM算法)代替高斯牛顿算法,进行图像光束法平差的巡视器导航定位方法.根据LM算法的核心思想和巡视器图像的构网特征,构建光束法平差模型,并给出了合适的阻尼策略和验后权估计方法.实验结果表明,基于LM算法的光束法平差巡视器导航定位,可以克服高斯牛顿算法适用性弱的缺点,具有较高的定位精度和理想的收敛速率.

利用3维成像仪快速生成遥感地学编码图像

机载 3维成像仪是集成了 GPS、姿态测量装置、扫描激光测距仪和扫描光谱成像仪的新一代航空遥感系统。它能利用飞行所获取的原始数据直接生成数字正射影像图 ,而无需任何地面控制点。本文首先简要介绍了机载 3维成像仪系统的基本原理 ,然后在计算出扫描激光采样点 3维坐标的基础上 ,着重分析了快速生成遥感地学编码影像的算法 ,包括利用激光测距点坐标精确纠正原始图像 ,图像的灰度快速内插和各航带间的全自动无缝拼接等算法。经过试验研究 ,该方法切实可行 ,可以满足各种实时、准实时的遥感应用要求。

基于压缩感知的月球探测器着陆图像超分辨重建

嫦娥工程二期要求嫦娥3号的安全降落是最为关键的任务.因此,提出了一种基于压缩感知的超分辨率图像重建方法,根据经过模糊处理并加入噪声的低分辨率图像,重建原始的高分辨率图像,实现了月球探测器着陆图像的超分辨率重建.算法采用局部Sparse-Land模型,从美国阿波罗计划获取的月球影像、嫦娥1、2号卫星影像和嫦娥工程二期试验中获取的月球探测器图像中提取了大量训练图块,采用K-SVD算法完成了高、低分辨率过完备字典A l和A h的学习,通过求解优化问题,获得待处理低分辨率图块的稀疏表示,并将表示系数用于A h,以生成对应的高分辨率图块.最后,运用最小二乘算法,得到满足重构约束的高分辨率图像.实验验证了算法的有效性,表明其在视觉效果及PSNR和RMSE指标上均优于插值方法和Yang的方法.

基于改进动态规划法的月面地形三维重建

月面巡视探测器导航相机获取的立体影像用于恢复月面地形的空间构型,可以直接服务于巡视器的导航定位工作。影像匹配算法直接关系到地形恢复的精度和可靠性,改进动态规划影像匹配方法兼顾行列双向约束机制增强了视差空间的完备性,并通过动态设立种子点进行分段规划获得整体最优解。实验采用嫦娥二期工程地表试验影像进行论证,通过三角测量重构得到地面点云数据,与其他匹配方法的恢复结果和实地激光扫描地形数据进行了比对,证明了该匹配算法的匹配效率高于传统方法且恢复的点云数据精度可靠,满足于探月工程中巡视器定位导航的需求。

机载三维成像仪系统中激光点位置的解算及应用

机载三维成像仪是集成了全球定位系统 ( GPS)、姿态测量装置、激光测距仪和光谱成像仪的新一代航空遥感系统 ,它能直接得到地学编码影像 (正射影像 ) ,而无需地面控制点。该系统利用图像上分布的激光点来纠正原始图像 ,利用 GPS的位置、姿态测量装置测出的姿态和激光测距值来计算激光点在地面上的三维坐标是三维成像仪系统的关键之一。首先分析了机载三维成像仪获取的数据结构 ,并将飞行数据按航带进行数据分解 ,然后详细给出了计算激光测距点位置的具体步骤 。

降落影像和导航影像的巡视探测器定位方法

针对现有巡视器导航定位方法依赖初值及算法较为复杂的问题,结合降落影像和导航影像,提出一种基于DLT的巡视器快速定位方法:首先采用ASIFT方法与人工辅助2种手段提取影像中至少6对以上的匹配控制点,然后计算降落影像中控制点在着陆器本体坐标系下的平面坐标,并从已有着陆区高分辨率DEM中获取其高程,结合该点在导航影像中的像点坐标代入DLT方程,通过迭代计算完成相机位置的计算,最终通过转换得到巡视器位置,完成巡视器定位过程。实验结果表明提出的方法是可行和有效的:连接点分布较好的情况下,该方法具有较高的定位精度;成像光照条件变化较大且纹理信息匮乏时,定位结果的精度降低。

虹湾地区月面撞击坑自动提取

撞击坑作为一种重要的特征,应用于行星探测活动中。在嫦娥工程二期中,月球虹湾地区撞击坑的位置信息,能够为嫦娥3号的降落任务提供必要数据支持,为准确识别位置信息,提出了一种撞击坑自动提取的方法,通过计算模板图像和目标图像的局部可控核函数进而提取特征,根据余弦相似性矩阵确定目标图像中撞击坑的位置。改进方法不需要训练过程,且具有较强的抗噪性。实验采用嫦娥二号获取的虹湾地区的两幅影像进行测试,验证了算法的有效性;并且在对加入噪声的图像进行了处理,算法仍获得了较好的识别效果,准确地提取可分辨的撞击坑,为嫦娥3号的安全降落提供可靠的数据。

三维遥感信息处理系统的设计和应用

利用机载三维遥感技术能够同步获取三维位置和光谱数据的一体化信息。三维遥感信息处理系统利用获取的三维遥感数据生成遥感地学编码图像和DEM (数字表面模型 )。该文阐述了此信息处理系统的数据处理流程和软件构成 ,同时对该系统的各处理模块进行了描述。通过对中关村地区 30 0多km2 的三维遥感信息数据的处理 。

机载/车载激光扫描测距/成像制图系统的新进展

结合机载激光遥感影像制图系统的特点。论述了机载／车载激光扫描测距／成像制图系统的研制背景、基本原理、研究进展、应用前景和进一步发展应该解决的问题等。

月面巡视探测器导航和全景相机标定方法研究

提出一种基于自检校光束法平差模型的月面巡视探测器导航相机和全景相机的高精度标定算法。详细推导利用二维直接线性变换模型求解相机参数和像片外方位元素初始值的方法;推导利用自检校光束法平差模型求解相机参数和像片外方位元素精确值的方法;最后利用一对工业镜头模拟月面巡视探测器导航相机和全景相机,并获取一组实际数据对算法进行试验,验证该算法的精度和可行性。

虹湾影像超分辨率重建

嫦娥探月工程二期嫦娥3号的着陆任务需要高分辨率影像数据的支持。因此,提出了一种基于压缩感知的超分辨率图像重建方法,实现了虹湾地区月球卫星影像的超分辨率重建。通过从美国阿波罗计划获取的月球影像、嫦娥1、2号卫星影像和嫦娥工程二期试验中获取的图像中提取了大量训练图块,完成了高、低分辨率过完备字典对Ah和Al的联合训练,采用正则正交基追踪算法求解优化问题,获得关于低分辨率图块的稀疏表示,并将表示系数用于Ah以生成对应的高分辨率图块,得到满足重构约束的高分辨率图像。实验验证了算法的有效性,表明其在视觉效果及PSNR和RMSE指标上均优于传统方法。