摘要：针对地外天体的巡视探测任务,环境感知计算量大影响行走效率的问题,提出了立体视觉算法及并行优化设计与硬件协同来提高效率的方案。通过前向模型一次查表、省略冗余计算、三维点云生成与快速滤波等并行优化算法,立体视觉的计算量显著减少。再通过硬件的并行实现,感知效率比“玉兔二号”提升了8倍。“祝融号”火星车采用该算法自主避障,完成了安全高效的1 km行走距离,飞行在轨验证结果表明该设计在地外天体未知环境和资源约束条件下快速有效,可作为后续深空任务的基石。

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：针对火星图像传输信道极其有限,误码率较高等问题,给出了一种火星车图像压缩软件的设计与实现方法:分析了火星车图像管理的特点,归纳出火星车图像压缩软件需具备的三项能力(文件统一管理能力、高效压缩能力、高容错能力);针对文件统一管理能力,提出了一种针对多类型图像数据的统一化管理的文件系统;针对压缩算法高效性和高容错性要求,在基于首1游程的图像位面并行编码算法基础上,扩展了多载荷图像统一化处理、彩色图像预处理和分段位平面编码三个重要过程,进一步提高算法压缩性能和容错能力,并形成一整套图像压缩软件设计方案,使用FPGA(Field Programmable Gate Array)+DSP(Digital Signal Process)方式实现了整套软件;最后采用仿真验证系统对压缩效果进行了验证,仿真结果表明了算法的有效性。本软件经“祝融号”火星车在轨验证,可有效满足火星探测任务需求,软件设计方案可作为后续超远距离深空探测图像压缩的参考。