基于双目立体视觉的月球车环境重建的开题报告

基于双目立体视觉的月球车环境重建的开题报告一、选题背景随着探索外太空的步伐逐渐加快，人们对于月球的研究也愈加深入。定位于人类明确的初步目标，月球作为一个丝毫无争议的目标，备受人们的瞩目。在进行月球探测和研究的过程中，探测车被广泛采用作为人类进行空间探索的重要工具。月球车是一种可以在月球表面进行行驶、执行探测及研究任务的机械装置。对于月球车进行精准高效的控制、地图及环境重建显得极为必要。其中，精准的环境重建更是月球车自主控制、地图绘制等任务的基础。双目视觉技术具有空间解析度高、近距离具有更高的精度和对几何形体能进行三维重建等优点。基于双目视觉技术，在月球车上装备双目视觉系统，可以快速获取月球表面的实时三维数据，通过环境重建优化算法，快速生成月球表面地图和环境模型。本文计划借助双目立体视觉技术开发一个月球车环境重建系统，提供给月球车充分的环境感知信息，为月球探测任务提供更加可靠的保障。二、研究目的1.基于双目视觉技术，在月球车上实现环境重建，并根据环境特点，建立月球表面的数字地图和数字环境模型。2.探究在月球表面环境下，双目立体视觉技术的应用，如何更好地提高月球车对于环境感知的精度。3.基于双目立体视觉技术，探讨如何实现月球车的自主感知和环境建模，提高月球车的自主控制和任务执行能力。三、研究内容1.月球车双目视觉系统的设计和实现。该系统应包括双目相机、处理器、计算机等三个部分。其中，双目相机作为数据采集器采集月球表面的环境数据，处理器对采集到的环境数据进行预处理，计算机进行进一步的环境重建和数字模型建立。2.环境重建算法的设计与实现。本文将重点探讨基于立体匹配和双目深度估计的数字地图和数字环境模型的建立，分别实现月球表面物体的三维重建与环境特征的分析。3.月球车的自主感知和任务执行系统设计。月球车应具备主动感知环境并进行自主控制的能力，本文将提出基于双目视觉的自主感知策略和任务执行策略。四、研究意义本文通过研究基于双目输入的月球车环境重建，旨在改善月球探测任务的效率、精度和安全性，具体如下：1.优化月球三维建模技术，可提高环境重建的精度，并更好地适应月球表面环境。2.提高月球车的自主感知和任务执行能力，增强其对环境的感知和自我控制能力，为月球探测任务提供有力的保障。3.为人类后续在月球上的探索和开发提供重要的技术支持，为推动人类向外太空迈进作出贡献。五、研究方法本文在完善已有基础的前提下，主要采用以下方法：1.文献调研法。在相关领域文献库中查找已有的研究成果，分析比较各种月球车环境重建技术的优劣之处，明确研究重点和方向。2.理论分析法。对双目视觉、数字环境模型建立等相关知识进行阐述，剖析各种算法原理，从中找到其根本区别及适用场景。3.软件仿真和实验验证法。通过对已知月球表面进行采集和处理，得到月球表面数字地图和数字环境模型，并对其进行评估和测试，验证系统性能的优劣。六、预期成果1.设计并搭建一个月球车双目视觉系统，成为月球探测任务的重要组成部分。2.提供一套基于双目视觉技术的月球表面数字地图和数字环境模型建立算法。3.提出一套月球车的自主感知策略和