行星探测机器人的自主导航方法与仿真实验研究

本项目首次针对行星探测机器人静止时的高精度绝对定位问题，提出了一种地图匹配/天文自主导航新方法，该方法将基于F?rstner算子的行星全局地图和机器人局部地图匹配导航方法和基于扩维Unscented粒子滤波的天文导航方法相结合，通过混合状态估计提高了导航精度和可靠性。其次，针对行星探测机器人运动时的高精度自主定位问题，首次提出了一种惯性/视觉/天文自主导航方法，该方法将机器人加速度的"当前"概率密度模型和惯性、天文、视觉测量信息相结合，通过模糊信息融合、故障诊断及隔离算法，实现了机器人运动时的高精度高可靠相对自主定位，并实现天文对惯性和视觉测量装置的在线标定。最后，针对上述方法地面仿真实验的难题，研制基于IBM高逼真行星表面环境的机器人虚拟现实运动与导航半物理仿真系统，并利用该仿真实验系统进行上述方法的地面实验和测试，验证方法的有效性和可行性。