【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及圖像處理、路徑規劃、仿真預測、軟件開發領域，尤其涉及一種月球車長距離移動路徑規劃方法及裝置。
技術介紹
1、隨著人類對月球探測的不斷深入，以開發月球資源和建立月球科研站為目標，基于無人或有人駕駛的月球車將在月球表面進行大范圍、長距離的巡視探測、物質運輸、科學實驗，移動探測將是月球表面最主要的交通方式。月球車移動路徑的可達性和安全性是保障月球車可靠、高效行駛的關鍵，是一切深空探測任務的基礎。目前月球車移動單次規劃距離約為十米，未來月球車的單次行駛范圍必將跨越到百米、公里，甚至幾十公里的超長距離，巡視探測范圍或將跨越到全月表范圍。然而月表地形地貌等環境復雜，在符合月球車越障能力的前提下，開展月球車長距離移動路徑規劃已成為當前月球探測的迫切需求。月球車移動路徑的可達性和安全性是指在綜合考慮各種環境因素及月球車自身機械性能的情況下，既保證月球車從起點到目標點的路徑最短，又要求月球車在駕駛過程中能夠安全地避開障礙物。
2、目前缺乏一種月球車長距離移動路徑規劃的方案，以保證月球車從起點到目標點的路徑最短，又在駕駛過程中能夠安全地避開障礙物的方案。
技術實現思路
1、本專利技術實施例提出一種月球車長距離移動路徑規劃方法，用以進行月球車長距離移動路徑規劃，準確度高，該方法包括：
2、基于全月典型地貌特征，利用月球偵查軌道器寬角相機影像，對地形特征進行分類，基于分類結果標記出不可通行區域和可通行區域；
3、基于可通行區域，將待規劃的移動路徑劃分為多個
4、對每個局部可通行區域，利用月球偵查軌道器窄角相機影像，生成數字高程模型和數字正射影像；
5、利用數字高程模型和數字正射影像進行全局路徑規劃，根據代價函數確定出最優路徑，生成全局參考路徑；
6、利用月球車實時感知的立體月面影像構建局部數字高程模型和局部數字正射影像；
7、根據局部數字高程模型和局部數字正射影像、月球車實測數據以及先驗的月壤力學參數，基于動力學模型對全局參考路徑進行驗證，輸出全局規劃策略。
8、本專利技術實施例提出一種月球車長距離移動路徑規劃裝置，用以進行月球車長距離移動路徑規劃，準確度高，該裝置包括：
9、地形分類模塊，用于基于全月典型地貌特征，利用月球偵查軌道器寬角相機影像，對地形特征進行分類，基于分類結果標記出不可通行區域和可通行區域；
10、路徑劃分模塊，用于基于可通行區域，將待規劃的移動路徑劃分為多個局部可通行區域；
11、模型生成模塊，用于對每個局部可通行區域，利用月球偵查軌道器窄角相機影像，生成數字高程模型和數字正射影像；
12、全局參考路徑生成模塊，用于利用數字高程模型和數字正射影像進行全局路徑規劃，根據代價函數確定出最優路徑，生成全局參考路徑；
13、局部模型構建模塊，用于利用月球車實時感知的立體月面影像構建局部數字高程模型和局部數字正射影像；
14、全局規劃策略輸出模塊，用于根據局部數字高程模型和局部數字正射影像、月球車實測數據以及先驗的月壤力學參數，基于動力學模型對全局參考路徑進行驗證，輸出全局規劃策略。
15、本專利技術實施例還提供一種計算機設備，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，所述處理器執行所述計算機程序時實現上述月球車長距離移動路徑規劃方法。
16、本專利技術實施例還提供一種計算機可讀存儲介質，所述計算機可讀存儲介質存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執行時實現上述月球車長距離移動路徑規劃方法。
17、本專利技術實施例還提供一種計算機程序產品，所述計算機程序產品包括計算機程序，所述計算機程序被處理器執行時實現上述月球車長距離移動路徑規劃方法。
18、本專利技術實施例中，基于全月典型地貌特征，利用月球偵查軌道器寬角相機影像，對地形特征進行分類，基于分類結果標記出不可通行區域和可通行區域；基于可通行區域，將待規劃的移動路徑劃分為多個局部可通行區域；對每個局部可通行區域，利用月球偵查軌道器窄角相機影像，生成數字高程模型和數字正射影像；利用數字高程模型和數字正射影像進行全局路徑規劃，根據代價函數確定出最優路徑，生成全局參考路徑；利用月球車實時感知的立體月面影像構建局部數字高程模型和局部數字正射影像；根據局部數字高程模型和局部數字正射影像、月球車實測數據以及先驗的月壤力學參數，基于動力學模型對全局參考路徑進行驗證，輸出全局規劃策略。在上述過程中，采用基于先驗信息(包括圖像信息和月壤力學參數，其中，圖像信息包括月球偵查軌道器寬角相機影像和月球偵查軌道器窄角相機影像)的全局參考路徑規劃與基于月球車實時感知的立體月面影像的局部規劃相結合的路徑規劃方法，可有效解決用低分辨率歷史影像進行路徑規劃時無法對障礙進行準確識別、利用月球車實時感知影像無法支持長距離移動的路徑規劃現狀。并利用實測數據對月壤力學參數進行了在軌辨識，基于動力學模型對全局參考路徑進行驗證，輸出的全局規劃策略更加準確，將進一步提升月球車長距離移動規劃的可靠性。
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1.一種月球車長距離移動路徑規劃方法，其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，基于可通行區域，將待規劃的移動路徑劃分為多個局部可通行區域，包括：
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，對每個局部可通行區域，利用月球偵查軌道器窄角相機影像，生成數字高程模型和數字正射影像，包括：
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，根據代價函數，利用數字高程模型和數字正射影像進行全局路徑規劃，生成全局參考路徑，包括：
5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，根據局部數字高程模型和局部數字正射影像、月球車實測數據以及先驗的月壤力學參數，基于動力學模型對全局參考路徑進行驗證，輸出全局規劃策略，包括：
6.如權利要求5所述的方法，其特征在于，月球車實測數據包括載荷遙測信息、電機電流遙測信息及月球車圖像信息；
7.如權利要求6所述的方法，其特征在于，采用如下公式，計算月壤內摩擦角：
8.如權利要求5所述的方法，其特征在于，根據月壤力學參數、局部數字高程模型和月球車各個車輪的初始位置，基于動力學模型，
9.如權利要求8所述的方法，其特征在于，讀取局部數字高程模型，根據月壤力學參數和月球車各個車輪的初始位置，計算各車輪的輪地相互作用力和輪地相互作用力矩，包括：
10.如權利要求8所述的方法，其特征在于，根據控制策略、各車輪的輪地相互作用力和輪地相互作用力矩，計算月球車車體的位置和速度、各車輪的位置和速度，包括：
11.如權利要求5所述的方法，其特征在于，還包括：
12.如權利要求5所述的方法，其特征在于，預設閾值為路徑無碾壓不滿足行駛要求的石塊或路徑無陷入不滿足行駛要求的深坑。
13.一種月球車長距離移動路徑規劃裝置，其特征在于，包括：
14.一種計算機設備，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，其特征在于，所述處理器執行所述計算機程序時實現權利要求1至12任一所述方法。
15.一種計算機可讀存儲介質，其特征在于，所述計算機可讀存儲介質存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執行時實現權利要求1至12任一所述方法。
16.一種計算機程序產品，其特征在于，所述計算機程序產品包括計算機程序，所述計算機程序被處理器執行時實現權利要求1至12任一所述方法。
...【技術特征摘要】
1.一種月球車長距離移動路徑規劃方法，其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，基于可通行區域，將待規劃的移動路徑劃分為多個局部可通行區域，包括：
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，對每個局部可通行區域，利用月球偵查軌道器窄角相機影像，生成數字高程模型和數字正射影像，包括：
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，根據代價函數，利用數字高程模型和數字正射影像進行全局路徑規劃，生成全局參考路徑，包括：
5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，根據局部數字高程模型和局部數字正射影像、月球車實測數據以及先驗的月壤力學參數，基于動力學模型對全局參考路徑進行驗證，輸出全局規劃策略，包括：
6.如權利要求5所述的方法，其特征在于，月球車實測數據包括載荷遙測信息、電機電流遙測信息及月球車圖像信息；
7.如權利要求6所述的方法，其特征在于，采用如下公式，計算月壤內摩擦角：
8.如權利要求5所述的方法，其特征在于，根據月壤力學參數、局部數字高程模型和月球車各個車輪的初始位置，基于動力學模型，將全局參考路徑顯示在局部數字正射影像上，包括：
9.如權利...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王鎵，胡國林，李達飛，羅益鴻，汪賽進，韓紹金，成子青，李鑫，劉曉慧，劉世瑛，張輝，黃釗，何錫明，張作宇，
申請(專利權)人：北京航天飛行控制中心，
類型：發明
國別省市：
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