月面遥操作技术

月面遥操作是我国航天领域的一个新的跨越和巨大的挑战，是我国抢先发售对地球以外星体上的飞行器进行控制，其地面操作控制系统和控制模式都区别于以往的绕地或者绕月飞行器的飞行控制。本书是以我国成功实施的月面巡视探测任务为背景，详细描述月面遥操作关键技术，包括地形重构、任务规划、路径规划、机械臂控制、视觉定位与导航等。

第1章概论
1.1月面巡视器遥操作现状
1.1.1国外研究现状
1.1.2国内研究现状
1.2月面巡视器遥操作
1.2.1月面环境介绍
1.2.2月面巡视器的作用及组成
1.2.3月面巡视器遥操作概念及模式
1.3月面巡视器遥操作系统
1.3.1硬件系统
1.3.2软件系统
1.4本书内容概况
参考文献
第2章地形重构
2.1成像测量基础
2.1.1坐标系定义
2.1.2数字图像成像理论
2.1.3月面探测成像模型
2.2图像预处理
2.2.1图像解析与组织
2.2.2图像处理
2.3图像匹配
2.3.1图像校正
2.3.2特征点提取
2.3.3图像匹配算法
2.3.4立体图像匹配
2.3.5序列图像匹配
2.4地形构建
2.4.1点云解算
2.4.2网格割分
2.4.3数字高程
2.4.4正射影像
2.4.5融合与截取
2.5小结
参考文献
第3章任务规划
3.1分层规划和约束
3.1.1分层规划
3.1.2规划约束
3.2任务规划的概念模型
3.2.1时态规划的基本概念与术语
3.2.2时态规划概念的运用
3.3规划任务描述语言
3.3.1任务描述的结构
3.3.2状态的描述方法
3.3.3动作的描述方法
3.4任务规划的建模与描述
3.4.1操作建模
3.4.2任务实例建模
3.5规划求解方法
3.5.1任务规划的内容
3.5.2任务规划算法
3.5.3启发函数设计
3.6小结
参考文献
第4章路径规划
4.1月球表面环境图
4.1.1坡度坡向计算
4.1.2粗糙度计算
4.1.3阶梯边缘检测计算
4.1.4通视性计算
4.1.5导引／排斥代价计算
4.2路径搜索
4.2.1搜索算法
4.2.2代价计算
4.2.3优化目标
4.3路径优化
4.3.1关键路径点提取
4.3.2路径点曲线拟合
4.4小结
参考文献
第5章机械臂控制
5.1机械臂运动学
5.1.1D—H拳数规则
5.1.2坐标系定义
5.1.3机械臂运动学方程
5.1.4机械臂运动学的应用
5.2机械臂逆运动学
5.2.1代数解法
5.2.2几何解法
5.3轨迹规划与生成
5.3.1关节空间规划
5.3.2笛卡儿空间规划
5.4无碰撞路径规划
5.4.1问题描述
5.4.2基于随机采样的路径规划
5.4.3碰撞检测
5.4.4路径平滑
5.5小结
参考文献
第6章视觉导航定位
6.1理论基础
6.1.1动态序列图像定位
6.1.2静态立体图像定位
6.1.3鱼眼立体图像定位
6.2模式分工
6.2.1着陆点定位
6.2.2导航点定位算法
6.2.3机械臂探测目标点定位算法
6.3小结
参考文献
第7章无线电定位与导航
7.1时空参考框架
7.1.1时间系统的定义
7.1.2时间系统的转换
7.1.3坐标系统的定义
7.1.4坐标系统转换
7.2无线电测量原理
7.2.1USB／UXB测量
7.2.2干涉测量
7.3无线电测量观测模型
7.3.1观测方程定义
7.3.2观测方程及偏导数
7.4无线电测量误差修正
7.4.1传播介质修正
7.4.2设备零值修正
7.4.3数据时标修正
7.4.4测距解模糊
7.4.5站间钟差修正
7.5无线电定位估值理论
7.5.1定位估值方法
7.5.2单目标定位算法
7.5.3多目标定位算法
7.6小结
参考文献
第8章 “玉兔”号巡视器的遥操作
8.1 “玉兔”号巡视器概况
8.1.1 “玉兔”号巡视器的组成及功能
8.1.2 “玉兔”号巡视器工作能力
8.1.3 “玉兔”号巡视器工作模式
8.2 “玉兔”号巡视器月面工作约束条件分析
8.2.1 地形约束
8.2.2 光照约束
8.2.3 测控约束
8.2.4 热控约束
8.2.5 工作模式约束
8.3 “玉兔”号巡视器与着陆器分离控制过程
8.3.1 分离条件约束
8.3.2 分离过程
8.3.3 分离控制
8.4 “玉兔”号巡视器月面遥操作工作过程
8.4.1 巡视器遥操作工作流程
8.4.2 任务整体规划
8.4.3 探测周期规划
8.4.4 导航单元规划
8.5 “玉兔”号巡视器月食前后控制过程
8.5.1 月食前控制过程
8.5.2 月食后控制过程
8.6 “玉兔”号巡视器月夜休眠唤醒控制过程
8.6.1 寻找休眠点过程
8.6.2 月夜休眠设置过程
8.6.3 休眠唤醒控制过程
8.7 小结
参考文献