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1、第17卷第6期电波科学学报Vol.17,No.62002年12月CHINESEJOURNALOFRADIOSCIENCEDecember,2002文章编号1005-0388(2002)06-0609-06¹地形导航中的3D地形跟踪方法11222王广君陈欣田金文明德烈柳健(1.中国地质大学信息工程学院,湖北武汉430074;2.华中科技大学图象信息处理与智能控制教育部重点实验室,湖北武汉430074)摘要地形跟踪技术是飞行器自动导航的基础。激光成像雷达可以高精度实时获取前视距离像和3D地形图,从激光成像雷达所成前视距离像中
2、可以识别飞行器前下方的地形(包括障碍物),从而为飞行器自动地形跟踪提供基础。在飞行器惯性作用下,研究了飞行器自动障碍物回避方法,推导了飞行器与规划航迹之间的3D空间关系。以飞行器自动障碍物回避为基础,建立了飞行器沿规划航迹飞行的地形跟踪方程。在参考地形图上进行了仿真实验,结果表明,3D地形跟踪方法,能够很好的满足飞行器自动导航的要求。关键词激光成像雷达,导航,地形跟踪(TA/TF),障碍物回避,转弯半径,约束条件中图分类号TN96文献标识码ATheapproachof3Dterrainfollowingintheterr
3、ainnavigation11222WANGGuang-junCHENXinTIANJin-wenMINGDe-lieLIUJian(1.TheFacultyofInformationEnginerring,ChinaUniversityofGeosciences,WuhanHubei430074,China;2.StateKeyLaboratoryforImageProcessingandIntelligentControl,HuazhongUniv.ofSci.&Tech.WuhanHubei430074,China
4、)AbstractTheterrainfollowingtechnologyisthebasisofflyerautomaticnavigation.Theimaginglaserradarcanobtainthefron-tlook3Drangeimageand3Dterrainmap.Theterrainandobstacle,3Drangeimage.Whichisthepreconditionofautoterrainfollowingofflyer,canbeidentifiedbyinthecondition
5、offlyerinertialnavigation,theobstacleavoidanceapproachisstudied,andthe3Dspacerelationbetweentheflyerandplanningtrajectoryinthispaperisdeduced.Theterrainfollowingequationisconstructed.Onthebasisoftheautomationobstacleavoidance.Withthereferenceterrainmap,thesimulat
6、ingexperimentisperformed,andtheresultsshowthattheapproachcansatisfytherequirementofflyerautomaticnavigationalongtheplanningtrajectory.Keywardsimaginglasrradar,navigation,terrainfollowing,obstacleavoidance,leastturnaroundradius,restrictioncondition的飞行过程。但是,在飞行器产生漂
7、移,飞行器前方1引言出现突变障碍物时,传统的导航方式难以实时的对目前,飞行器导航主要是利用惯性系统,利用雷障碍物进行回避。激光成像雷达具有单色性、方向达高度表测量飞行器的飞行高度,从而确定飞行器性等特点可以高精度的获取前视距离像和3D实时¹收稿日期:2001-08-041基金项目:国防科技预研基金资助(99J1.JW0509)610电波科学学报第17卷地形图。这为飞行器自动目标识别、障碍物回避、地点。则在时间$t内,俯仰角的变化量为Nbpbc,用[1~6]形跟踪、地形匹配等提供可能。在飞行器自动$C表示,方位角的变化量为
8、Nbcpd,用$B表示,对导航中,可以用激光成像雷达作为传感器,实时获取应圆心角U=2@Ac=X@$t。过p作垂线交水平飞行器正下方的地形图和飞行器前方的3D距离图面于点pc,过pc作垂直交ox于a,则appc为垂直于[2]像。飞行器下方的实时地形图用于飞行器的地形ox的平面,且paLoa。从图中可以看出,Nbpbc
