[发明专利]星球车路径规划方法及装置

说明书

本发明提供了一种星球车路径规划方法及装置，该方法包括：训练得到地形分类器；构建单次移动的滑移描述数据库；构建滑移率预测模型，所述滑移率预测模型为考虑地形类型、几何特征与移动曲率的滑移率预测函数；生成综合代价图；进行路径预规划，获得预规划策略；得到当前位置的地形类型，确定所述地形类型对应的滑移率预测函数，计算预测滑移率；根据预规划策略，插值生成多个二维点坐标，利用所述预测滑移率重新计算所述二维点坐标，连接重新计算的二维点坐标，获得基于滑移率预测的预期路径；投影至当前位置的影像数据上，进行风险评估，风险不大于预设阈值时，输出预规划策略。本发明可以基于星球车的在轨数据进行路径规划，准确度高。

技术领域

本发明涉及数据挖掘、图像处理、滑移率预测、路径规划与控制、软件开发领域，尤其涉及一种星球车路径规划方法及装置。

背景技术

深空探测任务中，星球车在地外天体表面进行巡视探测是其中一个重要环节，星球车安全可靠地运行于行星表面是一切探测任务的基础。然而，行星表面存在较多陨石坑和岩石块，且星壤多覆盖半径很小的岩石碎屑及粉尘，因此厚度不等且松软多孔，星球车漫游于此类松软崎岖地形时，不可避免地会产生纵向和侧向的滑移，造成星球车能量浪费，车轮磨损，驱动效率下降，对准确定位、导航以及星球车运行的安全性和可靠性都有较大影响。

目前缺乏一种星球车在具有上述特征的行星上进行路径规划的方法。

发明内容

本发明实施例提出一种星球车路径规划方法，用以基于星球车的在轨数据进行星球车路径规划，该方法包括：

基于星球车行驶过程拍摄的影像数据和已执行路径规划策略，训练得到地形分类器；

基于星球车行驶过程拍摄的影像数据、地形分类器、星球车着陆星球表面后开始漫游的遥测数据、视觉定位结果和已执行路径规划策略，构建单次移动的滑移描述数据库，所述单次移动的滑移描述数据库包括多组单次移动的滑移描述数据，所述滑移描述数据包括滑移率、地形类型、几何特征和移动曲率；

利用单次移动的滑移描述数据库，构建滑移率预测模型，所述滑移率预测模型为考虑地形类型、几何特征与移动曲率的滑移率预测函数；

根据星球车当前位置的影像数据和星球车的移动性能数据，生成综合代价图；

基于综合代价图，进行路径预规划，获得预规划策略；

基于地形分类器，得到当前位置的地形类型，确定所述地形类型对应的滑移率预测函数，并基于预规划策略、当前位置的影像数据和所述对应的滑移率预测函数，计算预测滑移率；

根据预规划策略，插值生成多个二维点坐标，利用所述预测滑移率重新计算所述二维点坐标，连接重新计算的二维点坐标，获得基于滑移率预测的预期路径；

将基于滑移率预测的预期路径投影至当前位置的影像数据上，进行风险评估，在风险评估结果为风险不大于预设阈值时，输出预规划策略。

本发明实施例提出一种星球车路径规划装置，用以基于星球车的在轨数据进行星球车路径规划，该装置包括：

地形分类器训练模块，用于基于星球车行驶过程拍摄的影像数据和已执行路径规划策略，训练得到地形分类器；

滑移描述数据构建模块，用于基于星球车行驶过程拍摄的影像数据、地形分类器、星球车着陆星球表面后开始漫游的遥测数据、视觉定位结果和已执行路径规划策略，构建单次移动的滑移描述数据库，所述单次移动的滑移描述数据库包括多组单次移动的滑移描述数据，所述滑移描述数据包括滑移率、地形类型、几何特征和移动曲率；

滑移率预测模型构建模块，用于利用单次移动的滑移描述数据库，构建滑移率预测模型，所述滑移率预测模型为考虑地形类型、几何特征与移动曲率的滑移率预测函数；