一種基于LIDAR的精確月球軟著陸目標(biāo)點(diǎn)選定方法

一種基于LIDAR的精確月球軟著陸目標(biāo)點(diǎn)選定方法

梁棟，王鵬基，劉良棟（1.北京控制工程研究所，北京100190；2.空間智能控制技術(shù)國家級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100190）一種基于LIDAR的精確月球軟著陸目標(biāo)點(diǎn)選定方法梁棟1，2，王鵬基1，2，劉良棟1（1.北京控制工程研究所，北京100190；2.空間智能控制技術(shù)國家級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100190）研究了月球探測(cè)器不設(shè)懸停階段的精確軟著陸運(yùn)動(dòng)中實(shí)時(shí)目標(biāo)著陸點(diǎn)的自主選定方法.其過程包括著陸器運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償、數(shù)字高程圖（DEM）的生成、障礙識(shí)別和最優(yōu)安全著陸點(diǎn)搜索4個(gè)步驟.采用LIDAR敏感器，由經(jīng)過運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)玫降男本鄶?shù)據(jù)生成DEM，給出一種月面地形坡度和粗糙度的定義，根據(jù)安全著陸區(qū)的判據(jù)進(jìn)行障礙識(shí)別，最后設(shè)計(jì)中心螺旋式搜索方法對(duì)探測(cè)器最優(yōu)安全著陸點(diǎn)進(jìn)行搜索選定.通過仿真驗(yàn)證了本文方法的有效性和優(yōu)越性.激光雷達(dá)；月球軟著陸；運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償；障礙識(shí)別；數(shù)字高程圖在月球表面成功實(shí)施軟著陸是進(jìn)行月球探測(cè)的關(guān)鍵性技術(shù)，更是為今后開展深空探測(cè)和載人登月、建立月球基地奠定了基礎(chǔ).為了在月球表面具有科學(xué)價(jià)值的區(qū)域進(jìn)行軟著陸探測(cè)和取樣，希望著陸器能夠在一些選定的地形復(fù)雜區(qū)域安全著陸，這就要求月球軟著陸器具有較高的著陸定位精度和自主檢測(cè)障礙進(jìn)行規(guī)避的能力.綜合國內(nèi)外基于地形識(shí)別的月球探測(cè)器軟著陸安全區(qū)識(shí)別技術(shù)方面的文獻(xiàn)可以發(fā)現(xiàn)，選擇激光雷達(dá)（LIDAR，lightdetectionandranging）這種主動(dòng)光學(xué)成像技術(shù)具有比較明顯的優(yōu)勢(shì).這是因?yàn)長(zhǎng)IDAR精度比較高；經(jīng)解算能夠提供高分辨率的著陸區(qū)高程圖；采用的是主動(dòng)光源，因此著陸器可以在任意光照條件下完成著陸任務(wù)；不需要著陸區(qū)精確的地表反照率，具有更強(qiáng)的魯棒性［1］.由于科學(xué)探測(cè)任務(wù)需要在選定的月面區(qū)域精確軟著陸，這樣的精確制導(dǎo)過程不再設(shè)置懸停階段，要求著陸器能在較快的運(yùn)動(dòng)中自主選取目標(biāo)著陸點(diǎn).在精確制導(dǎo)控制的過程中必須輔以包含運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)闹扅c(diǎn)自主選取技術(shù)，以在具有精確性的同時(shí)保證探測(cè)器軟著陸的安全性.本文研究一套完整的月球精確軟著陸點(diǎn)自主選定方法，包括著陸器運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償、數(shù)字高程圖的生成、障礙識(shí)別和最優(yōu)著陸點(diǎn)搜索4個(gè)步驟，有較強(qiáng)的工程實(shí)用性.基于LIDAR的斜距信息由于著陸器的運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生偏差，因此需首先經(jīng)過第一步的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償獲得數(shù)據(jù)，從而生成DEM，再由一種基于高程圖數(shù)據(jù)的危險(xiǎn)區(qū)識(shí)別方法，通過擬合著陸區(qū)地形平面計(jì)算每個(gè)單元格的粗糙度、坡度和與預(yù)定著陸點(diǎn)的距離，采用中心螺旋式搜索方法選取著陸區(qū)內(nèi)最優(yōu)的安全著陸點(diǎn).這就為實(shí)現(xiàn)月球精確軟著陸提供了目標(biāo)著陸點(diǎn)，該過程是月面精確軟著陸任務(wù)中重要的一環(huán).1精確軟著陸點(diǎn)自主選定方法1.1LIDAR數(shù)據(jù)的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償數(shù)字高程圖（DEM）是描述一定區(qū)域范圍內(nèi)地面特性、由有序數(shù)值構(gòu)成的陣列，可以表示為Vk＝（xk，yk，zk）（k＝1，2，…，n）.其中，xk和yk是平面坐標(biāo)，zk是（xk，yk）對(duì)應(yīng)的高程值.DEM從數(shù)學(xué)上描述了某一區(qū)域地貌形態(tài)的空間分布，通過DEM可以方便地分析有關(guān)區(qū)域內(nèi)任一點(diǎn)的地形情況.由著陸器機(jī)載LIDAR檢測(cè)設(shè)備通過測(cè)量激光的飛行時(shí)間獲取著陸器與月球表面之間的距離，在考慮著陸器平動(dòng)和姿態(tài)運(yùn)動(dòng)的情況下（如圖1所示），通過一定的幾何關(guān)系算法獲得月球表面的高程信息，生成DEM.圖1著陸器傾斜姿態(tài)時(shí)的LIDAR設(shè)備檢測(cè)月面示意圖由于著陸器下降過程中的運(yùn)動(dòng)，使得LIDAR的測(cè)量數(shù)據(jù)產(chǎn)生偏差，因此在利用測(cè)量數(shù)據(jù)生成DEM之前需要對(duì)其進(jìn)行成像的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，包含前補(bǔ)償和后補(bǔ)償兩個(gè)過程.前補(bǔ)償為L(zhǎng)IDAR平臺(tái)的穩(wěn)定，即控制LIDAR設(shè)備的平臺(tái)使之在著陸器運(yùn)動(dòng)的同時(shí)保持掃描正確的區(qū)域；后補(bǔ)償即對(duì)著陸器在LIDAR設(shè)備成像期間的運(yùn)動(dòng)造成的數(shù)據(jù)失真進(jìn)行補(bǔ)償，獲得著陸器相對(duì)月面靜止情況下的高程數(shù)據(jù).如圖2所示，一個(gè)成像時(shí)間包括激光由LIDAR設(shè)備發(fā)射至月面和反射回著陸器被LIDAR設(shè)備接收的時(shí)間，快門成像時(shí)間以及數(shù)據(jù)處理時(shí)間3部分［2］.圖2一次成像時(shí)間圖3示出了著陸器在二維平面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償情況［3］，給出期望掃描區(qū)域和一個(gè)成像時(shí)間始末時(shí)刻著陸器的位置，LIDAR設(shè)備由左向右進(jìn)行掃描.其中，圖3（a）為未加補(bǔ)償?shù)那闆r；圖3（b）只進(jìn)行前補(bǔ)償保證了正確的掃描區(qū)域，卻由于著陸器的下降運(yùn)動(dòng)造成高度逐漸減小，使得數(shù)據(jù)產(chǎn)生右傾失真；圖3（c）只進(jìn)行后補(bǔ)償使數(shù)據(jù)處理為著陸器在成像時(shí)間初始時(shí)刻相對(duì)月面靜止時(shí)掃描獲得的高程數(shù)據(jù)，但由于未控制LIDAR平臺(tái)使掃描覆蓋了不期望的錯(cuò)誤區(qū)域，例如，在一個(gè)成像時(shí)間0.1s內(nèi)，由于著陸器的平動(dòng)（水平速度50m／s，垂直速度10m／s）和轉(zhuǎn)動(dòng)（俯仰角速度20（°）／s），造成的LIDAR設(shè)備（高度200m，掃描角30°）掃描的正方形視場(chǎng)月面圖像各自的偏差效果經(jīng)計(jì)算為：水平速度造成月面圖像5m的水平速度向位移，垂直速度造成月面圖像各邊長(zhǎng)縮短0.5359m，俯仰角速度導(dǎo)致月面圖像變?yōu)樘菪?，上底比正方形邊長(zhǎng)縮短0.9292m，下底比正方形邊長(zhǎng)增長(zhǎng)1.0758m，梯形高比原正方形邊長(zhǎng)增長(zhǎng)0.1396m.因此，只有在進(jìn)行前后兩種補(bǔ)償?shù)那闆r下才可獲得如圖3（d）所示期望的真實(shí)掃描數(shù)據(jù).前補(bǔ)償是由LIDAR設(shè)備平臺(tái)相對(duì)著陸器本體的姿態(tài)跟蹤穩(wěn)定控制來完成，以保證掃描固定的區(qū)域，屬于LIDAR設(shè)備本身激光束方向控制性能的范疇.這里研究LIDAR成像運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償即后補(bǔ)償過程.圖3一次成像時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償效果圖（二維）針對(duì)LIDAR設(shè)備的掃描和測(cè)量原理，本文提出如下運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償算法.當(dāng)著陸器精確制導(dǎo)到達(dá)預(yù)定位置，將正下方的正方形月面區(qū)域作為預(yù)期著陸區(qū)，從該著陸區(qū)內(nèi)選擇最優(yōu)的安全著陸點(diǎn).以該預(yù)定位置為掃描初始位置，機(jī)載LIDAR設(shè)備對(duì)該區(qū)域月面地形順序掃描測(cè)距，經(jīng)斜距換算獲得高程信息.建立如圖4所示的觀測(cè)坐標(biāo)系，當(dāng)掃描到平面坐標(biāo)為（xi，yi）的地形點(diǎn)時(shí)，著陸器已由初始位置o運(yùn)動(dòng)至位置om，激光束方向控制保證了LIDAR設(shè)備在同一時(shí)刻掃描與在初始位置順序掃描時(shí)相同的地形點(diǎn)，但由于觀測(cè)坐標(biāo)系omxmymzm相對(duì)作為補(bǔ)償目標(biāo)的初始坐標(biāo)系oxyz發(fā)生了平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，因此所得到的斜距與初始位置測(cè)量相比有了一定的偏差，運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)哪康木褪窍懫鬟\(yùn)動(dòng)帶來的斜距測(cè)量偏差.首先通過導(dǎo)航系統(tǒng)獲得著陸器的速度和角速度以及LIDAR平臺(tái)姿態(tài)等狀態(tài)量，從而計(jì)算出當(dāng)前觀測(cè)坐標(biāo)系相對(duì)初始位置時(shí)的姿態(tài)和位置信息，進(jìn)行坐標(biāo)變換.圖4中P點(diǎn)為（xi，yi）位置月面地形的最高點(diǎn)，即激光測(cè)距目標(biāo)反射點(diǎn)，初始時(shí)刻和當(dāng)前位置的斜距分別為圖4中所示的和.由當(dāng)前觀測(cè)坐標(biāo)系姿態(tài)信息得到其向初始坐標(biāo)系oxyz的轉(zhuǎn)換矩陣，著陸器相對(duì)于初始位置并表示在oxyz下的當(dāng)前位置為.因此獲得（xi，yi）地形點(diǎn)經(jīng)過運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償后的測(cè)量斜距：這樣，LIDAR設(shè)備將運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償后測(cè)得的著陸區(qū)域地形的期望斜距數(shù)據(jù)矩陣S進(jìn)行存儲(chǔ)，并輸入給數(shù)據(jù)處理單元，在下一步驟中轉(zhuǎn)換生成數(shù)字高程圖.1.2斜距信息向數(shù)字高程圖的轉(zhuǎn)換經(jīng)過著陸器的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，獲得了修正后的LIDAR測(cè)量著陸區(qū)域的地形斜距圖.再根據(jù)幾何關(guān)系將LIDAR所測(cè)斜距轉(zhuǎn)換成高程數(shù)據(jù)，生成DEM.圖4運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償示意圖（三維）式（2）幾何關(guān)系中各量為（xi，yi）地形點(diǎn)對(duì)應(yīng)的矩陣中元素，S為L(zhǎng)IDAR斜距測(cè)量數(shù)據(jù)矩陣，R為掃描區(qū)域地形點(diǎn)到著陸器月面投影的水平距離矩陣，H為著陸器相對(duì)于每一單元地形最高點(diǎn)的垂直高度矩陣.著陸器初始位置到月面平均平面（基本表面）的高度為hm，推導(dǎo)出（xi，yi）位置地形點(diǎn)到著陸器月面投影的水平距離計(jì)算公式如下：其中，ND為高程值樣點(diǎn)數(shù)，σ為L(zhǎng)IDAR的分辨率.將式（3）代入式（2）可以求出Hij，再由幾何關(guān)系求出（xi，yi）位置地形點(diǎn)的高程值這樣就由斜距信息得到了著陸區(qū)域地形的高程數(shù)據(jù)矩陣（DEM陣）Z.1.3基于高程圖的障礙識(shí)別方法障礙識(shí)別的具體方法是由DEM數(shù)據(jù)擬合著陸區(qū)地形的平均平面，在此基礎(chǔ)上定義月球表面地形粗糙度和坡度的概念［4］，通過算法計(jì)算每一地形單元格的粗糙度和坡度，如圖5所示，然后根據(jù)一定的標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)出對(duì)著陸構(gòu)成危險(xiǎn)的障礙區(qū)域和可以著陸的安全區(qū)域.圖5基于月球表面著陸區(qū)地形擬合平面的粗糙度和坡度定義根據(jù)LIDAR高程圖的分辨率和軟著陸器的控制要求，將著陸區(qū)（100m×100m）平均劃分成大小合適的單元格地形塊.用（i，j）標(biāo)記著陸區(qū)中的單元格，其中i和j分別代表單元格所在的行數(shù)和列數(shù)，每個(gè)單元格覆蓋Nij個(gè)DEM數(shù)據(jù)點(diǎn).然后利用每一個(gè)單元格所對(duì)應(yīng)的高程圖地形塊Patch（i，j）中Nij個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的坐標(biāo)值，采用最小二乘法擬合出該單元格地形塊的平均平面.定義擬合平面的方程為式中，k1、k2和k3為待擬合的參數(shù).Patch（i，j）中有Nij個(gè)DEM數(shù)據(jù)點(diǎn)，記為（xt，yt，zt）（t＝1，2，…，Nij）.利用這些數(shù)據(jù)點(diǎn)的坐標(biāo)，構(gòu)造Nij×3的矩陣如下：定義Nij維的全1列向量：h＝[11…1]T.按照最小方差的原則，求得擬合參數(shù)為平面擬合的殘差r由下式計(jì)算：式中，dt為第t個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)到擬合平面的垂直距離，即利用殘差定義地形粗糙度會(huì)忽略一些布有尖峰或陡坑障礙的危險(xiǎn)地形，因此本文將粗糙度定義為給定φsafe為探測(cè)器能夠安全著陸所允許的月面地形最大坡度，rsafe為探測(cè)器能夠安全著陸所允許的月面地形最大粗糙度.經(jīng)過計(jì)算，當(dāng)著陸區(qū)域的坡度和粗糙度同時(shí)滿足φ≤φsafe和r＜rsafe時(shí)為安全著陸區(qū)，否則就是分布著障礙的危險(xiǎn)著陸區(qū).具體地說，如果φ≥φsafe，說明整個(gè)地形塊的平均平面坡度非常陡峭，超出了安全著陸所能接受的范圍，著陸器降落在該地形塊上容易傾斜、滑移甚至翻倒；如果r＞rsafe，說明該區(qū)域分布有比較突兀的巖石或內(nèi)壁較陡的凹坑，使得著陸器的緩沖支架無法正常接觸月面從而無法平穩(wěn)著陸，會(huì)出現(xiàn)碰撞、翻倒等危險(xiǎn).采用以上方法即可完成月球軟著陸區(qū)域的障礙識(shí)別和檢測(cè).1.4最優(yōu)著陸點(diǎn)的搜索方法月球探測(cè)器在最終著陸段運(yùn)動(dòng)過程中進(jìn)行目標(biāo)著陸點(diǎn)自主選定時(shí)，要求具有較好的實(shí)時(shí)性.與常規(guī)的搜索方法相比，中心螺旋式最優(yōu)著陸點(diǎn)搜索方法計(jì)算迅捷，適合于工程應(yīng)用［5］.因此本文采用中心螺旋式搜索方法對(duì)目標(biāo)著陸點(diǎn)進(jìn)行最后的選定，具體過程描述如下：1）結(jié)合LIDAR高程圖的分辨率，適當(dāng)選取單元格的尺寸，然后由每塊單元格所覆蓋的月面地形高程圖數(shù)據(jù)點(diǎn)計(jì)算其坡度和粗糙度；2）根據(jù)安全著陸所允許的標(biāo)準(zhǔn)確定每塊單元格是否安全.當(dāng)其坡度和粗糙度滿足則定義為安全單元格；否則為危險(xiǎn)單元格.這樣就將整個(gè)100m×100m著陸區(qū)分成了安全和危險(xiǎn)兩種單元格組成的障礙識(shí)別結(jié)果圖；3）定義安全著陸區(qū)：覆蓋全部為安全單元格的正方形區(qū)域，該正方形區(qū)域大小由控制精度和著陸器尺寸確定；4）在障礙識(shí)別結(jié)果圖中，從預(yù)定著陸點(diǎn)（著陸區(qū)域中心點(diǎn)）開始，以圖6所示的螺旋式搜索方法（方向?yàn)橛?、下、左、上順時(shí)針），逐漸向外進(jìn)行擴(kuò)展搜索，每次搜索的計(jì)算單位是以所到單元格的中心為中心的安全著陸區(qū)大小的正方形區(qū)域，搜索步長(zhǎng)為一個(gè)單元格；5）判定規(guī)則：如果搜索至某一正方形區(qū)域?yàn)榘踩憛^(qū)時(shí)，搜索結(jié)束.將該安全著陸區(qū)作為最優(yōu)安全著陸區(qū)，其中心單元格位置即選定為目標(biāo)著陸點(diǎn).如果搜索完整個(gè)視場(chǎng)都未找到最優(yōu)安全著陸區(qū)，則把含危險(xiǎn)單元格最少、與最優(yōu)安全著陸區(qū)同樣大小的區(qū)域作為目標(biāo)著陸區(qū).圖6中心螺旋式安全著陸區(qū)搜索方法可以根據(jù)不同的著陸器控制精度要求和著陸器的腳間距離，選擇所需的相應(yīng)安全著陸區(qū)大小，并把與安全著陸區(qū)同樣大小的正方形區(qū)域作為搜索目標(biāo)安全著陸區(qū)的每步判別計(jì)算單位，同樣采用這種中心螺旋式搜索方法，就可滿足各種軟著陸任務(wù)的安全要求.2數(shù)學(xué)仿真2.1仿真條件設(shè)定的仿真條件如下：著陸器初始位置高度：hm＝200m月球表面著陸區(qū)（數(shù)字高程圖）范圍：100m×100mLIDAR高程圖分辨率：0.4m數(shù)字高程圖高程值樣點(diǎn)數(shù)：250×250著陸區(qū)地形障礙物高度偏差范圍：－2m～2m安全著陸容許地形塊粗糙度：＜0.2m安全著陸容許地形塊坡度：≤8°安全著陸區(qū)大?。?0m×50m2.2仿真結(jié)果與分析按照2.1節(jié)提出的方法，將著陸區(qū)測(cè)量數(shù)據(jù)逐步進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償、斜距換算生成DEM，再由DEM獲得三維月面地形圖和障礙識(shí)別結(jié)果圖，在此基礎(chǔ)上完成最后一步的最優(yōu)安全著陸點(diǎn)選定，給月球精確制導(dǎo)軟著陸提供出安全的目標(biāo)著陸點(diǎn).下面給出最終的仿真結(jié)果.根據(jù)LIDAR高程圖的分辨率，在100m×100m的著陸區(qū)域中采集了250×250個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，生成圖7和圖8所示的地形圖.然后將該地形圖平均分成50×50塊2m×2m單元格，每塊包含5×5個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn).對(duì)于每一塊單元格，計(jì)算其坡度和粗糙度，如果滿足著陸安全要求，即為安全著陸區(qū)，標(biāo)記為白色區(qū)域，危險(xiǎn)的單元格標(biāo)記為黑色區(qū)域.再以預(yù)定著陸點(diǎn)為起點(diǎn)，進(jìn)行螺旋式搜索，每次移動(dòng)步長(zhǎng)為2m，即一個(gè)單元格，搜索結(jié)束條件是找到以某單元格為中心的50m×50m的白色安全區(qū)域，并把該單元格的位置用星號(hào)標(biāo)記，此即最優(yōu)的安全著陸位置.對(duì)應(yīng)A著陸區(qū)的搜索結(jié)果如圖9所示，目標(biāo)著陸點(diǎn)的位置為（42，58），方框區(qū)域即為最優(yōu)安全著陸區(qū).而對(duì)應(yīng)B著陸區(qū)在圖10中的情況是搜索完整個(gè)視場(chǎng)都未找到最優(yōu)安全著陸區(qū)，那么將含有危險(xiǎn)單元格數(shù)目最少的50m×50m區(qū)域作為目標(biāo)著陸區(qū)，如圖中方框所示，星號(hào)標(biāo)記的著陸點(diǎn)位置為（26，68）.這就完成了月球精確軟著陸目標(biāo)著陸點(diǎn)自主選定的整個(gè)過程.圖7由高程數(shù)據(jù)生成的A著陸區(qū)地形圖圖8由高程數(shù)據(jù)生成的B著陸區(qū)地形圖圖9針對(duì)A著陸區(qū)的障礙識(shí)別和目標(biāo)著陸區(qū)搜索結(jié)果通過仿真發(fā)現(xiàn)，中心螺旋式方法是一種比較有效的安全著陸點(diǎn)搜索方法.該方法在工程允許的范圍內(nèi)考慮了實(shí)際中地形塊與著陸器尺寸的關(guān)系，做了適當(dāng)?shù)慕疲瑢?duì)劃分的每一塊單元格進(jìn)行單獨(dú)計(jì)算識(shí)別，這使得運(yùn)算量大大減少，并且解決了控制精度和著陸區(qū)邊界帶來的問題，使著陸安全性更高.通過與常規(guī)搜索方法進(jìn)行仿真比較發(fā)現(xiàn)，該方法運(yùn)算速度很快，實(shí)時(shí)性好，可以迅速地識(shí)別障礙，得到目標(biāo)安全著陸點(diǎn).另外，通過調(diào)整LIDAR分辨率和安全著陸容許指標(biāo)等參數(shù)即可滿足不同的著陸任務(wù)要求，因此該方法有著廣闊的應(yīng)用前景.圖10針對(duì)B著陸區(qū)的障礙識(shí)別和目標(biāo)著陸區(qū)搜索結(jié)果3結(jié)論本文針對(duì)月球探測(cè)器軟著陸過程的一項(xiàng)關(guān)鍵性技術(shù)即自主障礙識(shí)別、目標(biāo)安全著陸點(diǎn)選定方法進(jìn)行研究.基于LIDAR提供的斜距測(cè)量信息進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，消除了著陸器運(yùn)動(dòng)帶來的“漂移”、“斜視”等偏差效果的影響，將補(bǔ)償后的斜距信息轉(zhuǎn)換成高程圖數(shù)據(jù)，再給出月面地形塊坡度和粗糙度的定義和計(jì)算方法進(jìn)行障礙識(shí)別，最后根據(jù)常規(guī)思維、計(jì)算量和實(shí)時(shí)性要求設(shè)計(jì)了一種安全著陸點(diǎn)搜索方法.仿真驗(yàn)證了本文提出的這種月球精確軟著陸目標(biāo)安全著陸點(diǎn)自主選定方法的實(shí)時(shí)性和有效性，為今后深空探測(cè)精確軟著陸提供了一項(xiàng)重要的技術(shù)準(zhǔn)備.［1］朱圣英，崔平遠(yuǎn)，崔祜濤.基于LIDAR的月球軟著陸器障礙檢測(cè)規(guī)避方法［C］.中國宇航學(xué)會(huì)深空探測(cè)技術(shù)專業(yè)委員會(huì)第三屆學(xué)術(shù)會(huì)議，西安，2006［2］SlattonKC，CarterWE，ShresthaR.Asimulatorforairbornelaserswathmappingviaphotoncounting［C］.SPIE，Bellingham，WA，2005［3］AllenACM，LangleyC，MukherjiR，etal.Full-scaletestingandplatformstabilizationofascanningLIDARsystemforplanetarylanding［C］.SPIE，Orlando，F(xiàn)L，2008［4］LafontaineJd，UlitskyA，TrippJW，etal.ThedevelopmentofascanningLIDARsystemwithGNCforautonomoushazardavoidanceandprecisionlanding［C］.SPIE，Bellingham，WA，2004［5］梁棟，王鵬基，劉良棟.月球軟著陸障礙識(shí)別和最優(yōu)安全著陸區(qū)搜索方法研究［C］.中國宇航學(xué)會(huì)第三屆學(xué)術(shù)年會(huì)，北京，2008ALIDAR-BasedAutonomousLandingSiteSelectionMethodforPinpointLunarSoftLandingLIANGDong1，2，WANGPengji1，2，LIULiangdong1

（1.BeijingInstituteofControlEngineering，Beijing100190，China；2.NationalKeyLaboratoryofScienceandTechnologyonSpaceIntelligentControl，Beijing100190，China）Thispaperstudiesanautonomouslandingsiteselectionmethodforlunarpinpointsoftlandingduringlander’smotion.Themethodincludes4steps：mo