激光雷达无人飞行器自主着陆选址方法

无人飞行器在陌生场景中的自主路径规划与着陆工作一直是相关领域研究的重点,提出了一种基于激光雷达采集到的点云数据来给飞行器推荐最优着陆地址的方法。该方法通过飞行器位姿信息辅助以及选址窗口维护等手段校正并扩充了雷达采集到的原始点云数据,之后再利用改进的RANSAC算法对生成的候选平面进行评估选择,最后反馈最优着陆点的位置坐标信息。仿真环境下的实验结果表明该方法运算结果稳定准确,且运算速度满足飞行器实时工作需求,同时计算所需空间时间开销较小,能够符合在现实场景中正常工作的标准。

月球南极区域不同高度光照条件计算方法及其在着陆点选址中的应用

针对目前月球南北极探测中多数月面光照条件计算方法得出的结果误差大,难以在航天任务规划和科学研究中应用的问题,提出考虑高精地形的月球南北极光照条件实时计算方法:基于目前已有的最高精度地形数据,通过逐方位角搜索地平线并计算仰角,再结合太阳高度角和太阳圆盘视直径,得到该地点光照条件的计算结果。该方法的光照条件计算结果准确,同时可自定义地形搜索范围和精度,进一步可输出任意时间跨度的当地光照情况。基于该方法选取月球南极若干点作为预选着陆点,计算各着陆点在离地高度分别为2、5、8、10、15 m处的全年平均光照率,并分析离地高度对光照条件的影响规律,为后续任务设计提供参考。

月球科研站关键区域智能选址及其典型环境要素分析

为服务未来国际月球科研站(ILRS)任务,搜索到符合科学目标和工程安全要求的探测区域,开展了着陆探测智能选址,以及着陆区典型要素和巡视可达性的综合分析。在着陆选址方面,基于1D-CNN选址模型在南极Scott M的西南侧遴选并划定了4个预选着陆区;针对着陆区关键要素,对实时光照和辐射、物理温度剖面、水冰赋存等环境特征进行了遥感探测与精细分析;针对巡视可达评估,采用顾及能量耗费的路径规划模型,评估预选着陆区中心点至潜在水冰点的巡视可达性。结果表明,预选着陆区均满足着陆适宜性,具有地形安全性高、供能高等特征。该研究的综合分析方法也可用于评估其他潜在着陆区的典型环境特征,为ILRS的着陆选址和科学目标巡视探测提供有益参考。

载人月球探测科学目标及着陆区选址建议

聚焦月球探测和应用的前沿科学问题,基于载人航天和月球探测的技术能力以及月球与行星科学研究水平,围绕月球科学研究、月基科学研究和资源勘查利用3个方面,提出了载人月球探测任务的科学目标,包含9个顶层目标和38个具体目标。依据科学目标和国内外载人月球探测着陆区选择现状与发展趋势,提出了我国载人月球探测着陆区选择基本原则和流程。结合科学价值和载人登月任务的工程实施条件,提出了30个精选着陆区,并给出了后续确定着落区地址需考虑的因素。科学目标和着陆区选址建议是载人月球探测工程的重要牵引和顶层输入,将为工程的方案设计和后续实施提供支撑。

火星探测任务着陆区选址和地质分析

以火星地形、影像数据和火星地质单元图为基础,综合工程条件约束和科学意义,选择我国火星探测任务的优先着陆区并进行地质背景研究。基于火星表面地形数据提取预选着陆区的地形因子(包括坡度和粗糙度),并结合着陆区的地面承重能力和高程纬度条件选出符合工程约束条件的区域;基于生命和地质两个研究重点,选取具有相应科学意义的地区作为优先着陆区,共选出了8个优先着陆区,其中a、b优先着陆区位于克里斯平原,c^g优先着陆区位于伊希地平原,h优先着陆区位于尼本席斯平原;对选出的区域进行地质背景研究,评定各个区域作为最终着陆区的优先程度,其中e^g 3个着陆区地形平坦、位于地质单元交界处且探测到含水矿物分布,因此被作为优先度最高的火星预选着陆区。