星际着陆自主障碍检测与规避技术

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1、第31卷2010年第8期8月航空学报ACTAAERONAUTICAETASTRONAUTlCASINICAV01．31NO．8Aug．2010文章编号：1000—6893(2010)08—1584-09星际着陆自主障碍检测与规避技术李爽1，彭玉明1，刘宇飞2(1．南京航空航天大学航天学院，江苏南京210016)(2．中国空间技术研究院，北京100094)AutonomousObstacleDetectionandAvoidanceforPlanetaryLandingLiShuan91，PengYumin91，LiuYufei2(

2、1．CollegeofAstronautics，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing210016，China)(2．ChinaAcademyofSpaceTechnology，l?,eijing100094，China)摘要：为了在具有科学价值的复杂地形区域实现安全着陆，未来的星际着陆器必须具备自主障碍检测与规避的能力。从星际着陆导航传感器技术、自主障碍检测方法和自主障碍规避技术3个方面出发，对星际着陆自主障碍检测与规避技术进行较全面的分析和总结。首先，对适用于

3、星际着陆自主障碍检测的各种主动式和被动式传感器的工作原理、优缺点进行较深入的阐述；接着，基于不同传感器的测量信息，对各种自主障碍检测方法的障碍检测能力、优缺点进行较详细的对比分析；然后，基于多信息融合的自主障碍检测方法，对安全着陆点选择的原则进行阐述；最后，对星际着陆自主障碍规避流程和适用于星际着陆自主障碍规避的制导控制方法进行较系统的总结。关键词：星际着陆；障碍检测；障碍规避；激光雷达；相机中图分类号：V448．2文献标识码：AAbstract：InordertOachievesafelandinginaregionofcomp

4、lexterrainwithhighscientificvalue，futureplane—tarylandersmusthavethecapabilityofautonomousobstacledetectionandavoidance．Inthisarticle，acompre—hensivereviewandanalysisarecarriedOUtonautonomousobstacledetectionandavoidanceforplanetaryland—ing，whichincludesplanetarylandi

5、ngsensors，autonomousobstacledetectionalgorithmsandautonomousob—stacleavoidanceguidancealgorithms．First，theoperatingprinciples，advantagesanddisadvantagesofavarietyofactiveandpassivesensorssuitedforplanetarylandingautonomousobstacledetectionarediscussedindetail．Then，the

6、capabilities，advantagesanddisadvantagesofvariousautonomousobstacledetectionmethodsarepresentedinacontrastiveanalysisbasedondifferentsensormeasurementinformation．Afterthis，theprincipleofsafelandingpointselectionisbroughtforwardbasedonthemulti—informationfusionautonomou

7、sobstacledetectionmethod．Finally，asummaryismadeoftheprocessesofautonomousobstacleavoidanceandobstacleavoidanceguidancecontrolalgorithmssuitableforplanetarylanding．Keywords：planetarylanding；obstacledetection；obstacleavoidance；lightdetectionandranging；cameras随着对探测活动科学回报

8、要求的逐渐提高，深空探测任务日益向纵深发展，着陆探测、采样返回和载人登陆将成为未来深空探测活动的主角，而在目标行星表面实现探测器的安全着陆是保证上述探测活动顺利实施的前提条件。目前星际软着陆的成功率还很低，以深空探测的热点之一的火星探测为例，苏联、