基于雙目立體視覺的月球車環(huán)境重建的開題報告

基于雙目立體視覺的月球車環(huán)境重建的開題報告一、選題背景隨著探索外太空的步伐逐漸加快，人們對于月球的研究也愈加深入。定位于人類明確的初步目標(biāo)，月球作為一個絲毫無爭議的目標(biāo)，備受人們的矚目。在進(jìn)行月球探測和研究的過程中，探測車被廣泛采用作為人類進(jìn)行空間探索的重要工具。月球車是一種可以在月球表面進(jìn)行行駛、執(zhí)行探測及研究任務(wù)的機(jī)械裝置。對于月球車進(jìn)行精準(zhǔn)高效的控制、地圖及環(huán)境重建顯得極為必要。其中，精準(zhǔn)的環(huán)境重建更是月球車自主控制、地圖繪制等任務(wù)的基礎(chǔ)。雙目視覺技術(shù)具有空間解析度高、近距離具有更高的精度和對幾何形體能進(jìn)行三維重建等優(yōu)點?；陔p目視覺技術(shù)，在月球車上裝備雙目視覺系統(tǒng)，可以快速獲取月球表面的實時三維數(shù)據(jù)，通過環(huán)境重建優(yōu)化算法，快速生成月球表面地圖和環(huán)境模型。本文計劃借助雙目立體視覺技術(shù)開發(fā)一個月球車環(huán)境重建系統(tǒng)，提供給月球車充分的環(huán)境感知信息，為月球探測任務(wù)提供更加可靠的保障。二、研究目的1.基于雙目視覺技術(shù)，在月球車上實現(xiàn)環(huán)境重建，并根據(jù)環(huán)境特點，建立月球表面的數(shù)字地圖和數(shù)字環(huán)境模型。2.探究在月球表面環(huán)境下，雙目立體視覺技術(shù)的應(yīng)用，如何更好地提高月球車對于環(huán)境感知的精度。3.基于雙目立體視覺技術(shù)，探討如何實現(xiàn)月球車的自主感知和環(huán)境建模，提高月球車的自主控制和任務(wù)執(zhí)行能力。三、研究內(nèi)容1.月球車雙目視覺系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)。該系統(tǒng)應(yīng)包括雙目相機(jī)、處理器、計算機(jī)等三個部分。其中，雙目相機(jī)作為數(shù)據(jù)采集器采集月球表面的環(huán)境數(shù)據(jù)，處理器對采集到的環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，計算機(jī)進(jìn)行進(jìn)一步的環(huán)境重建和數(shù)字模型建立。2.環(huán)境重建算法的設(shè)計與實現(xiàn)。本文將重點探討基于立體匹配和雙目深度估計的數(shù)字地圖和數(shù)字環(huán)境模型的建立，分別實現(xiàn)月球表面物體的三維重建與環(huán)境特征的分析。3.月球車的自主感知和任務(wù)執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計。月球車應(yīng)具備主動感知環(huán)境并進(jìn)行自主控制的能力，本文將提出基于雙目視覺的自主感知策略和任務(wù)執(zhí)行策略。四、研究意義本文通過研究基于雙目輸入的月球車環(huán)境重建，旨在改善月球探測任務(wù)的效率、精度和安全性，具體如下：1.優(yōu)化月球三維建模技術(shù)，可提高環(huán)境重建的精度，并更好地適應(yīng)月球表面環(huán)境。2.提高月球車的自主感知和任務(wù)執(zhí)行能力，增強(qiáng)其對環(huán)境的感知和自我控制能力，為月球探測任務(wù)提供有力的保障。3.為人類后續(xù)在月球上的探索和開發(fā)提供重要的技術(shù)支持，為推動人類向外太空邁進(jìn)作出貢獻(xiàn)。五、研究方法本文在完善已有基礎(chǔ)的前提下，主要采用以下方法：1.文獻(xiàn)調(diào)研法。在相關(guān)領(lǐng)域文獻(xiàn)庫中查找已有的研究成果，分析比較各種月球車環(huán)境重建技術(shù)的優(yōu)劣之處，明確研究重點和方向。2.理論分析法。對雙目視覺、數(shù)字環(huán)境模型建立等相關(guān)知識進(jìn)行闡述，剖析各種算法原理，從中找到其根本區(qū)別及適用場景。3.軟件仿真和實驗驗證法。通過對已知月球表面進(jìn)行采集和處理，得到月球表面數(shù)字地圖和數(shù)字環(huán)境模型，并對其進(jìn)行評估和測試，驗證系統(tǒng)性能的優(yōu)劣。六、預(yù)期成果1.設(shè)計并搭建一個月球車雙目視覺系統(tǒng)，成為月球探測任務(wù)的重要組成部分。2.提供一套基于雙目視覺技術(shù)的月球表面數(shù)字地圖和數(shù)字環(huán)境模型建立算法。3.提出一套月球車的自主感知策略和