[发明专利]一种基于压缩感知的行星巡视器主动路径规划方法

摘要

本发明公开了一种基于压缩感知的行星巡视器主动路径规划方法，步骤如下：首先，利用SLAM方法进行常规巡视器定位与建图；利用Fisher信息熵实时审查状态估计以及特征点估计的不确定性，并建立特征主动重观测决定机制；在重观测地图特征时引入压缩感知方法，利用L1范数代替压缩感知原问题中难以求解的L0范数优化问题，对非高斯分布的噪点进行估计；接着利用Gini指标函数审查噪点估计序列的稀疏正则性，确保L1范数凸优化方法的精度；最后，将最大化下一步Gini评价参数结果为优化指标，建立完整的巡视器路径规划方法。本发明涉及导航制导与控制技术领域，主要面向行星表面漫游巡视任务段的导航制导应用。

主权项

1.一种基于压缩感知的行星巡视器主动路径规划方法，其特征在于，包括步骤如下：1)利用机器人定位与建图方法，实时获取行星巡视器的相对位姿及周边地图估计，并记录行星巡视器状态方差以及与状态和地图特征点的协方差，作为状态估计不确定性的参照；2)利用Fisher信息熵量化实时检测步骤1)中的状态估计不确定性，包括行星巡视器自身状态的不确定性和与地图特征点相关的不确定性；3)设定特征点重观测触发条件，当状态估计不确定性满足特征点重观测时，执行行星巡视器对地图已编目特征点重观测任务，并根据与目标点的探测距离及周边障碍折衷选择重观测目标点；4)将重观测路径规划问题转换为压缩感知问题，并应用L1范数凸优化方法寻求替代解，完成路径规划的控制量序列求解以及状态量与地图特征点位置的估计；5)采用Gini指标评估步骤4)输出结果的稀疏正则特性，若状态量与地图特征点位置估计满足稀疏正则特性则执行步骤4)中控制量序列，实现行星巡视器的主动路径规划；若状态量及特征点位置估计量不满足稀疏正则特征则返回步骤3)，重新选择重观测目标点并执行步骤4)到步骤5)；若所有备选目标点均不满足要求则放弃路径规划任务，等待下一步指示。