基于障碍圆的自主选取安全着陆位置的方法#阮晓钢，张蓉，李建更*510（北京工业大学人工智能与机器人研究所，北京100124）摘要：在探测器的着陆下降阶段，为满足安全性的需要，探测器需具备较强的障碍识别和自主选择着陆区域的能力。本文介绍一种探测器自主选取安全着陆点的方法。首先对二维最大熵阈值分割算法进行了改进，提出利用双阈值对障碍物的阴影区和亮光区分别进行分割，并用快速递推法提高了算法效率；同时为了滤除噪声的干扰，通过形态学滤波法对障碍物进行处理，使其更具识别性；然后结合凸包法和最小外接圆法标记障碍圆；最后基于最大空白圆的搜索方法识别出备选安全着陆区域。实验结果表明本文提出的算法对于识别着陆区域，效率极高，非常适用于对实时性要求很高的深空探测任务中。关键词：二维最大熵；双阈值；凸包；障碍圆；安全着陆中图分类号：V448.2215AMethodOfSelf-SelectingSafeLandingSiteBasedOnObstacleCirclesRUANXiaogang,ZHANGRong,LIJiangeng(Artificialintelligenceandrobotics,BeijingUniversityofTechnology,Beijing100124)2025303540Abstract:Inordertomeettheneedofsecurityinthephaseoflanding,theprobemusthaveastrongabilityofrecognizingobstaclesandchoosingthelandingareas.Thispaperdescribesamethodofself-selectingsafelandingpointforprobes.First,animprovedsegmentationalgorithmbytwo-dimensionalmaximumentropyisproposed,whichusesdual-thresholdtorespectivelysegmentregionsofshadowsandlightforobstacles,andfastrecursivemethodisusedtoimprovetheefficiencyofthealgorithm;inordertofilternoises,weapplymorphologicalfilteringmethodinprocessingobstacles,makingthemmoreidentifiable;thenmarkobstaclecirclesbycombiningconvexhullandtheminimumcircumscribedcircle;finallyblankcirclesbasedonthemaximumsearchmethodisusedtoidentifycandidatesafelandingareas.Experimentalresultsshowthattheproposedalgorithmforidentifyingthelandingareashashighefficiency,verysuitablefordeepspaceexplorationmission,whichhashighdesiredrealtimeresponses.Keywords:Two-DimensionalMaximumEntropy;Dual-Threshold;ConvexHull;ObstacleCircle;SafeLanding0引言行星表面地形极为复杂，较大的岩石或者陨石坑等障碍对于着陆器来说是十分危险的。在着陆下降阶段，由于行星距离地球较远，且下降时间较短，仅依靠地面通讯不能满足探测器安全着陆的实时性需要，这就需要探测器具备较强的障碍识别和自主选择安全着陆区域的能力。尤其是在着陆过程的末端，一些之前检测不到的障碍会随着探测器逐渐下降而被检测出来，因此，快速有效的障碍检测和着陆点的选取方法对提高探测器的安全性和自主性是十分重要的。Bajrachaya[1]研究出一种只利用单幅图像进行着陆障碍检测的新技术，仿真验证其技术是科学的；YangCheng[2]则首先在单幅图像中通过检验图像窗口内像素灰度值的标准差来确---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---基金项目：国家重点基础研究发展计划（973计划）资助(2012CB720000)；高等学校博士学科点专项科研基金资助课题(No.20101103110007)作者简介：阮晓钢，(1958-)，男，教授、博士，主要研究方向：控制科学与工程人工智能与机器人。E-mail:RXG@bjut.com-1----本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---定候选着陆区域，然后由单应性原理利用前后两幅图像验证候选区域的坡度是否满足任务要求。Johnson[3]等研究了利用激光雷达进行障碍识别的方法，利用激光雷达可以获得着陆区域45505560的三维地形数据，虽然这种测量方法更加稳定有效，但作用距离有限且功耗大。国内，丁萌[4-5]等人主要研究了基于被动图像对岩石和陨石坑进行检测，障碍规避和着陆区域的选择提供了理论基础；文献[6]中提出了完整的岩石检测和规避方案.采用多灰度阈值对图像进行分割，基于无监督聚类算法构建岩石分布的拓扑图，然后结合激光测距仪测得的高度信息与着陆相机的参数，计算实...