摘要：“祝融号”是我国首个成功在火星表面开展巡视探测的火星车。为了确保火星车遥操作任务精准的实施,需要对立体视觉系统实施自检校。本文提出了附有立体约束和桅杆机构运动约束的联合平差自检校模型。经过模拟试验证明本文提出的自检校方法具有较高的视觉定位精度。在火星真实试验中,获得检核点中误差的平均值为12.3 mm。有效保障了“祝融号”火星车精准地完成遥操作任务。

摘要：嫦娥五号是中国首个实施无人月面取样返回的月球探测器。为了确保采样封装任务的定位精度,需要对采样封装任务进行高精度的整体几何检校。本文提出了附有立体约束和机械臂运动约束条件的联合平差检校模型。经过内场试验验证本文提出的检校方法具有较高的精度。在模拟采样试验中能够获得5.118 mm的平均定位误差,在月面采样任务中能够获得4.745 mm的平均定位误差。有效保障了嫦娥五号探测器精准地完成月面自动采样封装任务。

摘要：为了准确提取月面巡视探测器探测区域的DEM并实现对月面巡视探测器的高精度定位,需要根据月面巡视探测器携带的立体相机的成像原理和配置情况,建立立体相机的共线方程。文章讨论了在水平和垂直方向旋转摄影条件下,月面巡视探测器桅杆上的立体相机的共线方程。

摘要：准确确定嫦娥三号着陆器的着陆点是圆满完成嫦娥三号任务的一个重要标志,也是着陆器和巡视探测器开展后续科学探测任务的重要基础.本文通过对嫦娥三号着陆器降落相机获取的降落影像与嫦娥二号获取的着陆区高分辨率DOM影像进行联合处理,利用SIFT特征匹配、图像单应变换和立体视觉测量等技术,实现了嫦娥三号着陆器着陆点的高精度定位,该定位结果为遥操作系统对巡视探测器实施高效可靠的任务规划和指导科学目标探测提供了重要支持.

摘要：高精度的定位技术是嫦娥三号月面巡视探测器在月表实施科学探测任务的重要保障,本文提出了适用于月面环境无高精度控制点的立体图像条带网定位方法.首先,在地面控制场中,采用基于控制点的光束法平差方法获得精确的相机标定参数,进而计算出立体相机的摄影基线和相对方位元素.其次,通过像点匹配、前方交会完成图像的立体模型构建,然后根据不同摄站间的连接点序列建立立体图像条带网.依据连接点坐标观测值的权矩阵和扩展正交Procrustes理论,对立体图像条带网的数学模型进行最小二乘平差,直接获得月面巡视探测器的位置与姿态信息.最后在室内试验场内进行了新方法和传统光束法平差方法的对比验证,结果表明新方法在稳定性和计算效率方面优于后者,探测器定位精度相当.在此基础上,新方法应用于嫦娥三号月面巡视探测器的遥操作系统,充分满足了探测器的定位需求.

摘要：祝融号火星车在火星表面巡视移动3个月周期内,火星车精准定位与摄站周围精细地形重建是一项非常重要的任务,可为后续的路径规划、机构运动和科学探测提供基础信息.利用摄站点间具有重叠区域的立体地形导航全景相机图像,采用图像区域网平差模型实现火星车的连续相对定位,可有效地降低车轮滑移和惯导系统误差累计对定位精度的影响.同时,根据单个摄站的立体地形导航全景相机序列图像,采用闭合区域网平差模型和立体匹配技术实现数字高程模型(digital elevation model,DEM)和数字正射影像图(digital orthophoto map,DOM)的制作.依据祝融号火星车的地面实验,视觉定位精度优于2%,3 m内的地形重建精度优于5 mm,并有效支持祝融号火星车高精度视觉定位、地形重建、快速全局定位、在轨驶离、路径规划、科学目标点位置测量等在轨任务.

摘要：为实现天问一号着陆点快速精确定位,规划火星车行驶路径,并将火星车后续数据纳入统一的地理坐标系,本研究利用着陆初期有限数据(天问一号环绕器获取的遥感影像、一幅悬停避障缓速下降阶段的GNC(guidance,navigation and control)避障敏感器拍摄的降落影像和导航相机在着陆平台的环拍立体像对)完成定位任务.首先,通过导航相机的环拍影像生成着陆点周围陨石坑、沙丘、火山口、山梁之间的拓扑关系.然后,以根据环绕器的遥感影像生成的数字正射影像图(digital orthophoto map,DOM)为底图,将导航相机生成的陨石坑、沙丘、火山口、山梁之间的拓扑关系与底图预着陆区的陨石坑、沙丘、火山口、山梁之间的拓扑关系进行模糊匹配,以确定疑似着陆点,并结合降落影像在疑似着陆点中确定着陆点的粗略位置.最后,根据导航相机影像多像空间后方交会解算着陆点的精确位置为109.925°E,25.066°N.

摘要：为获得月球车在轨移动过程中的位置信息,提出了基于立体图像的月球车导航定位算法.首先阐述了月球车导航定位算法原理,包括坐标系转换体系、月球车立体图像相对定向、月球车立体模型绝对定向和连接点坐标观测量权值,然后给出了月球车导航定位流程.最后,通过我国月球车的专项试验,验证了基于立体图像的月球车导航定位算法,具有较高的定位精度和应用稳定性.

摘要：针对传统方法进行着陆器降落轨迹恢复的精度较低或者算法过于复杂的问题,提出一种基于降落序列影像的着陆器轨迹恢复方法:首先采用SIFT方法进行序列影像间特征点的提取与匹配,然后利用得到的匹配点进行影像间的相对定向,最后结合降落相机和影像的相关参数等得到最终的着陆轨迹。采用嫦娥三号真实影像抽稀后开展了实验,结果表明该方法的实现过程简单且轨迹恢复结果与探月工程预期设计目标基本一致,证明提出的方法能够有效完成着陆器轨迹的恢复。

摘要：生物纳米孔道技术是一种具有革命性意义的单分子电化学分析方法,经过近三十年的发展,已经能够实现单分子DNA测序并广泛应用于多肽、蛋白质等单个生物分子的检测研究。本文探讨了将纳米孔道单分子测量方法引入大学实验教学的必要性与重要性,介绍了生物纳米孔道单分子实验的教学意义、目的、内容及其组织实施方式。本实验采用“科教融合”的教学模式,针对具有一定化学、生物化学基础知识并对科研感兴趣的二、三年级本科生,精心设计并不断优化教学方案,将纳米孔道单分子电化学及相关交叉领域的最新研究成果融入课堂教学,拓展学生的科研视野、激发学生的科研兴趣。此外,通过教师引导,鼓励学生大胆提出问题,自主探索,合作完成实验内容,培养学生的学术思维和综合创新能力。