【正文】 %subplot(233)。 tongji1=zeros(7,7)。 subplot(7,7,ci)。 %figure。 for hang=0:6 for lie=0:6 fen=fna2((divd*hang+1):(divd*(hang+1)),(divd*lie+1):(divd*(lie+1)))。 %將圖像進(jìn)行分割 %figure divd=142。 imshow(quan) title(39。 end E(Thst+1)=av1+av2。 break。 count=imhist(a)。)。) figure imhist(I) title(39。 [4] 董士波 火星表面障礙識別與規(guī)避方法研究 哈 爾濱工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文， 20xx。 模型二將月球視為球體建立了三維動力學(xué)模型，并針對上述模型，給定初值進(jìn)行迭代，從而求得中間變量，最終獲得最優(yōu)控制。圖 8 表示的是符合重力轉(zhuǎn)彎軟著陸 15 的情況，即反推力 F 的方向與下降速度方向相反。 因此，該方法的誤差范圍較大，要選擇最佳著陸區(qū)域，應(yīng)合理設(shè)置探測器可以容忍的危險(xiǎn)地勢閾值極限值。 Matlab 對著陸圖像的分割結(jié)果如圖 7 和圖 8 所示 (源程序見附錄 二 )。一般是一個(gè)圓形區(qū)域或正方形區(qū)域。最大類間方差就是一評價(jià)函數(shù)為基礎(chǔ)的算法。 著陸時(shí)在月面兩個(gè)方向的速度誤差的散布情況如圖 3 所示。這里直接給出 2 個(gè)推力方向角的控制方程： ))/()(/(s in))/()((t a n2221*1*FLrff ravura uuvv ???? ???????? (10) 式中，下標(biāo) f表示終端條件， r,u,v 表示當(dāng)前時(shí)刻的下降參數(shù)； ra 表示當(dāng)前時(shí)刻的徑向加速度， Fa 為當(dāng)前時(shí)刻的水平推力加速度。 坐標(biāo)系示意圖以及著陸器位置與推力矢量關(guān)系如圖 1 所示。因此，本文將月球視為球體建立了三維動力學(xué)模型，表示出著陸器下降速度在坐標(biāo)系三軸上的分量。該段主要任務(wù)是減速制動，減小著陸器約 。初始狀態(tài)為近月點(diǎn)狀態(tài)。)( 020 ttttb ??? 6） 計(jì)算速度增量 bav? 、 bbv? 。代入 (1)(4)、 (8)可求得與 aat ?, 對應(yīng)的速度增量 aav? 。 綜上所述： v? 最小時(shí)燃耗最小，此時(shí)滿足著陸軌道最優(yōu)的條件，再根據(jù)著陸點(diǎn)的位置確定初始點(diǎn)即近月點(diǎn)的位置。 5. 發(fā)動機(jī)為變推力發(fā)動機(jī)，且探測器加速度隨時(shí)間呈線性變化。 二、問題分析 問題一 要求確定著陸準(zhǔn)備軌道近月點(diǎn)和遠(yuǎn)月點(diǎn)的位置，以及嫦娥 三號相應(yīng)速度的大小與方向。該控制方法對初始位置和速度偏差的影響不敏感，因此也無法對初始偏差造成的著陸誤差進(jìn)行修正。然后 給定初值進(jìn)行迭代，從而求得協(xié)狀態(tài)變量或中間變量，最終獲得最優(yōu)控制方案。近地點(diǎn)速度 為 ，方向 與月心和近地點(diǎn)連線方向垂直，即速度方向與月心和著陸點(diǎn)連線的夾角為 ? ； 遠(yuǎn)地點(diǎn)速度 為 ， 方向與月心和遠(yuǎn)月點(diǎn)的連線方向垂直，且與近月點(diǎn)速度方向相反。為了避開障礙物，本文采用了基于最大類間方差法 的故障檢測法 ，通過這種方法，利用 MATLAB 對距離月面 2400m 和 100m處的數(shù)字高程圖進(jìn)行分析，從而確定故障區(qū)域和安全區(qū)域。 在整個(gè)“落月”過程中，嫦娥三號要完全依靠自主導(dǎo)航控制，完成降低高度、確定著陸點(diǎn)、實(shí)施軟 著陸等一系列關(guān)鍵動作。因此，我們需要根據(jù)各個(gè)階段的軌道特性和運(yùn)動參數(shù)建立不同的模型，再制定相應(yīng)階段的控制方案，實(shí)現(xiàn)軌道優(yōu)化，并進(jìn)行誤差和靈敏度分析，最后再分析各個(gè)模型的優(yōu)缺點(diǎn)。然后根據(jù)開普勒定律的速度計(jì)算公式，確定了橢圓軌道中近月點(diǎn)和遠(yuǎn)月點(diǎn)的速度。6/2/200200200320003200032000tctcvvtbtbvvtatavvtctctvzztbtbtvyytatatvxxtzztyytxxtztytx????????????????????? (2) 因式 (1)中加速度為推力加速度與引力加速度之和，由此可得火箭發(fā)動機(jī)需施加的加速度： zzpzyypyxxpxgaagaagaa??????。著陸點(diǎn)位置的表示如下： 0。 4） 當(dāng) aav? ? abv? 時(shí)，令 為小數(shù)。令時(shí)當(dāng) 67, ,。 遠(yuǎn)月點(diǎn)在近月點(diǎn)與月心的連線上，且遠(yuǎn)月點(diǎn)高度為 100 km，即確定了遠(yuǎn)月點(diǎn)的位置。 5)精避障段：距月面高度從約 100m 到約 30m，根據(jù)選擇的安全著陸點(diǎn)，著陸器 6 下降到著陸點(diǎn)上方 30m處，水平速度接近于 0 m/s。原點(diǎn) O 位于月球中心， Xr 軸位于環(huán)月軌道平面內(nèi)且指向前進(jìn)方向， Zr 軸由月心指向初始著陸點(diǎn)， Yr 軸與 Xr ， Zr 構(gòu)成直角坐標(biāo)系。 分別用 u， v， w 表示著陸器下降速度在坐標(biāo)系 Z000YOX 三軸上的分量，于是有：w=r? ， u=r?? ， v=r?? sin? 。其中，測量誤差包括地面測軌誤差、慣性裝置測量誤差、多普勒測速雷達(dá)誤差和推力誤差。為了避開障礙物，本文采用了一種基于最大類間方差法 [4]的故障檢測方法 ，該方法可以自動地確定合理的閾值，對圖像進(jìn)行分割，對故障進(jìn)行檢測，避免了人工選擇閾值的弊端，實(shí)現(xiàn)了自適應(yīng)的故障檢測。 利用 最大類間方差法對距離月面 2400m和 100m處的數(shù)字高程圖進(jìn)行故障檢測，檢測結(jié)果如圖 4 和圖 5 所示 (源程序見附錄一和附錄二 )。當(dāng)搜索 完整個(gè)區(qū)域后將所有滿足條件的區(qū)域作為備選著陸區(qū)，計(jì)算這個(gè)區(qū)域與預(yù)定著陸點(diǎn)的距離，將距離最近的一個(gè)區(qū)域作為第一著陸區(qū)，其它作為備份，當(dāng)?shù)谝恢憛^(qū)不再安全時(shí)，選擇備選區(qū)實(shí)施著陸。因此，距月面 2400m 時(shí)將區(qū)域 11 作為首選著陸點(diǎn)，區(qū)域 5和區(qū)域 17 為備選著陸區(qū)；距月面 100 m時(shí)將區(qū)域 9 作為首選著陸點(diǎn)，區(qū)域 15 為備選著陸區(qū)。探測器依靠自身攜帶的地形識別系統(tǒng)和測距測速敏感器，對降落過程實(shí)時(shí)制導(dǎo)。 一維垂直下降過程如圖 10 所示： 圖 10 一維垂直下降過程示意圖 方案設(shè)計(jì)以及方案的誤差分析和靈敏度分析 緩速下降和自由落體階段，著陸器依次經(jīng)過懸停、勻加速、勻減速和關(guān)機(jī)降落幾個(gè)過程。 模型五在平面月球二維模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行簡化，設(shè)計(jì)了一維垂直動力學(xué)模型，并提出了 緩速下降階段 控制方案的設(shè)計(jì)。 I = imread(39。 figure imshow(BW) title(39。 BW = im2bw(I,level)。 L=256。 for Th=st:nd1 %%%設(shè)定初始分割閾值為 Th av1=0。 else a(i,j)=0。 fna1=(BW+lst)。 figure。 tongji1(hang+1,lie+1)=