9、火星直升机航测地图中的火星车定位与全姿态多旋翼飞行器研究

火星直升机航测地图中的火星车定位与全姿态多旋翼飞行器研究

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在火星模拟环境中，火星车定位是一个重要的研究课题。为了实现火星车的定位，研究人员采用了一系列的技术和方法。

首先，在图像匹配方面，查询图像中的关键点会与四张航拍图像进行配准，每张航拍图像代表地图中的不同位置。由于火星模拟环境中显著特征稀疏以及场景之间的感知相似性，在剔除异常点和弱对应关系后，会得到四张与火星车查询图像对应的航拍图像，它们分别代表综合地理模型（CGM）中的不同位置。

对于剩下的对应航拍图像，会估计一个二维仿射几何变换 $T$，将查询图像中的点 $C_z$ 映射到航拍图像 $a$ 中的匹配点 $C_a$。通过以下公式计算重投影点 $C’ z$ 和 $C_a$ 之间的平均残差：
[R(C_a, C’_z) = |C_a|^{-1} \sum {j=1}^{|C_a|} ||c_{j,a} - c’ {j,z}||]
其中，$|C_a|$ 是 $C_a$ 的基数。查询图像 $z_k$ 与第 $i$ 张航拍图像的相似度得分由下式给出：
[s(z_k, a_i) = (1 + R(C {i,a}, C’_{z_k}))^{-1}]
并且，对应点数量少于设定阈值的图像相似度得分设为零。

通过依赖上述相似度得分公式，并使用映射函数 $\psi(\gamma(i)) = a_i$（将航拍图像与其在 CGM 中对应的估计相机位置关联起来），可以得到一个分布，该分布表示火星车测量值 $z_k$ 在 CGM 中估计相机位置的似然性：
[p(z_k|\gamma(i)) = s(z_k, \psi(\