基于视觉的地外天体探测器着陆测速

作     者：张洋 赵尔迅 张科备 高晶敏 ZHANG Yang;ZHAO Erxun;ZHANG Kebei;GAO Jingmin

作者机构：北京信息科技大学北京100192 北京控制工程研究所北京100094 

出 版 物：《空间控制技术与应用》 (Aerospace Control and Application)

年 卷 期：2023年第49卷第6期

页      面：113-122页

核心收录：

学科分类：08[工学] 081104[工学-模式识别与智能系统] 0804[工学-仪器科学与技术] 0811[工学-控制科学与工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目资助项目(62001035)。 

主　　题：着陆测速 光流场 深度神经网络 地外天体探测 制导导航与控制 

摘      要：为了确保探测器安全、准确地降落在地外天体表面,需实时测量探测器的下降速度,为制导导航与控制系统完成软着陆任务提供重要参考依据.提出一种仅利用光学相机的实时视觉测速方法,针对天体地表视频图像,采用递归全对场变换光流算法提取相邻帧间的光流场,然后通过深度神经网络的卷积层和池化层提取光流场对应的特征向量.为减小探测器降落过程中成像透视效应对测速精度的影响,构建一种适用于连续视频帧的长短期记忆网络,对特征向量和速度进行拟合,实现探测器着陆速度的实时估计.仿真实验结果表明,与基于前向传播网络的测速算法相比,本文方法的平均绝对百分比误差减小了11.98%,测量精度更高.