探测器软着陆过程中的导航路标提取与匹配方法研究的开题报告

探测器软着陆过程中的导航路标提取与匹配方法研究的开题报告一、研究背景与意义探测器的软着陆是指在到达目标星球后，探测器从轨道进入到目标星球的大气层并利用阻力减速，最终实现从空中落地的过程。这是探测器实现探测任务和科学研究的关键一步。在软着陆过程中，导航路标提取与匹配是必不可少的技术手段。在目前的软着陆探索任务中，由于目标星球表面地形复杂，光照条件较差等因素的影响，传统的视觉导航技术难以实现对目标星球的准确位置控制和精确着陆。因此，科学家们开始研究导航路标提取与匹配等新型导航技术，提高探测器在目标星球上的控制精度，最终实现软着陆探索任务的成功。二、研究内容和方法为了提高探测器的控制精度和降低软着陆的风险，本研究拟采用图像处理及计算机视觉技术，研究导航路标提取与匹配方法，并进行实验验证。具体研究内容包括：1、导航路标提取：通过对目标星球表面拍摄的图像进行处理，提取出具有代表性的导航路标。2、导航路标匹配：将提取到的导航路标与已知的地图进行匹配，确定探测器在目标星球表面的位置和姿态。3、实验验证：通过飞行仿真和数字模拟等实验，验证所提出的导航路标提取与匹配方法的可行性和有效性。研究方法主要包括：影像处理算法、特征提取和匹配算法、一些常见的图像处理和计算机视觉方法，如SIFT、SURF、ORB、Harris角点检测、Hough变换等。三、研究预期成果通过本研究，我们将为软着陆探索任务的成功做出贡献，实现对目标星球的准确位置控制和精确着陆。预期成果包括：1、导航路标提取与匹配方法：提出一种新的导航路标提取与匹配方法，实现对目标星球上的控制精度和软着陆任务风险的降低。2、软着陆控制系统：开发出一套软着陆控制系统，突破传统视觉导航技术的限制并较好的解决软着陆探索任务中的问题。3、科学研究价值：通过本研究的实现，提高了软着陆探索任务的成功率和科学研究的水平，拓展了人类对宇宙的认识和探索。四、研究计划本研究计划在两年内完成，具体计划如下：第一年：1、文献阅读和调研，掌握图像处理和计算机视觉技术的基本理论和算法。2、开展导航路标提取与匹配方法的研究，着重探讨方法的适用性和可行性。3、利用数字模拟等方法进行实验验证，评估所提出的导航路标提取与匹配方法的效果。第二年：1、继续完善所提出的导航路标提取与匹配方法，进行进一步的实验测试和方法优化。2、根据实验数据和反馈结果，开发整套软着陆控制系统，进行开发和测试。3、论文撰写和学位申请。五、经费预算本研究所需经费主要包括设备购置、材料费及实验测试费用等，预计需要50万元左右。六、参考文献1、蔡毅华.基于SIFT算法的图像拼接技术研究[J].计算机与数字工程,2014,42(12):42-44.2、JiS,XuL,YangM,etal.3Dobjectretrievalwithstackedspatial-pyramidandmulti-viewpointfeaturehashing.[J].InternationalJournalofComputerVision,2014,107(2):131-154.3、张旭辉,刘宗义,杨勇,等.基于ORB特征的图像匹配算法研究[J].现代计算机,2019,32(12):19-23.4、FischlerMA,BollesRC.Randomsampleconsensus:aparadigmformodelfittingwithapplicationstoimageanalysis