在月球极区着陆探测任务中,基于陨坑视觉导航估计着陆器位姿可以实现高精度着陆定位。为解决陨坑视觉导航中位姿估计误差传递机理不明确、工程实用化参数缺失等关键问题,开展了陨坑视觉导航的位姿估计误差建模研究。通过提出一种基于加权最小二乘法的位姿误差模型,以估计多种因素影响下的位姿误差。首先,结合陨坑视觉导航位姿估计原理,完成位姿误差溯源分析与基础建模。其次,以重投影误差最小化为目标,构建位姿误差模型。最后,采用加权最小二乘法,完成位姿误差的定量估计。基于月球极区数字高程模型(Digital Elevation Model, DEM)和数字正射影像(Digital Orthophoto Map, DOM)数据,模拟月球着陆器的陨坑视觉导航,开展基于蒙特卡洛仿真的位姿误差估计实验,研究不同误差源和特征参数对位姿误差的影响。实验结果表明,当像素检测误差为5 pixel、陨坑数量为15时,平移误差估计值小于95 m。本文误差模型可实现多因素影响下位姿误差的定量估计,提出的工程参数方案满足月球极区着陆百米级导航精度要求,为陨坑导航方案设计提供了理论基础。
Jianbin et al. (Thu,) studied this question.