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1、航天返回与遥感第36卷第5期36SPACECRAFTRECOVERY&REMOTESENSING2015年10月月面探测中的单目相机成像测量方法1,2111131李立春许颖慧孟彦鹏张祖丽张伟万文辉周建亮（1北京航天飞行控制中心，北京100094）（2国防科学技术大学航天科学与工程学院，长沙410073）（3中科院遥感与数字地球研究所遥感科学国家重点实验室，北京100101）摘要针对月面着陆及就位探测过程中各类相机成像的工程实际，文章分析了降落过程单目成像的特定条件，提出了降落相机序列成像单应矫正的大场景高分辨率图像生成方法，在此基础上提出了基
2、于图像匹配的着陆过程飞行器定位方法；针对着陆后就位探测所具备的位姿与场景约束信息，提出了应用单目成像的平面场景内目标测量；对远距离成像提出基于弱透视的目标距离与方位计算方法。这些方法已经应用在“嫦娥三号”任务着陆与就位探测中降落相机、监视相机、地形地貌相机等相机成像的处理，为探测过程提供了及时准确的测量信息。关键词单目成像飞行器定位目标测量平面约束就位探测月面着陆中图分类号:V448.2文献标志码:A文章编号:1009-8518(2015)05-0036-08DOI:10.3969/j.issn.1009-8518.2015.05.005Me
3、asurementMethodBasedonImageofMono-viewinLunarExploration1,21111LILichunXUYinghuiMENGYanpengZHANGZuliZHANGWei31WANWenhuiZHOUJianliang（1BeijingAerospaceControlCenter,Beijing100094,China）（2CollegeofAerospaceScienceandEngineering,NationalUniversityofDefenseTechnology,Changsha41
4、0073,China）（3StateKeyLaboratoryofRemoteSensingScience,InstituteofRemoteSensingandDigitalEarth,ChineseAcademyofSciences,Beijing100101,China）AbstractAimingatsoft-landingandin-situprobingofthespacecraftinlunarexploration,theimagingconditionsofthedescentcameraareanalyzed,baseon
5、whichawide-imagegeneratingmethodisproposedwhichemploysthehomographyontheimagesequencesoflandingprocess,andthenthespacecraftlocatingalgorithmbasedonarectifiedwideimageisproposed.Fortheworkofin-situprobing,inwhichtheinformationincludingtheimagingpose,positioninformationandpla
6、narsceneisknown,anobjectmeasuringmethodbasedonmono-viewimageisproposed.Forthefarobjects,amethodestimatingdistanceanddirectionisproposedwhichisbasedonaweakprojectionimagingmodel.Themethodspresentedinthispaperhavebeenprovedbytheimagesprocessingofdescentcameraandmonitoringcame
7、raintheCE-3lunarexploringtask,whichprovidesthecorrectmeasurementresultseffectively.Keywordsmono-viewimaging;spacecraftlocating;objectmeasurement;planerestriction;in-situprobing;lunarlanding收稿日期：2015-04-15基金项目：国家自然科学基金（61173080）第5期李立春等:月面探测中的单目相机成像测量方法370引言在月球及火星等地外天体表面着陆探测工
8、程中，探测器通常搭载多类单目相机，如“嫦娥三号”任务中的降落相机、监视相机、地形地貌相机等成像设备，这些相机不具备直接构成双目视觉系统进行精确测量的条件。如何从单目
