王光泽，邵 巍，郗洪良，姚文龙，黄翔宇

（1.青岛科技大学 自动化与电子工程学院，青岛 266100；2.北京控制工程研究所，北京 100094）

引 言

近年来，各国纷纷开展了小天体着陆与采样返回任务[1-2]，为获得有价值的科学素材，需要探测器着陆到具有较高的科学价值的特定区域，这就需要探测器具备精确导航的能力。视觉导航是目前发展较为成熟的自主导航方法，并在各种深空探测任务中得到不同程度的发展与应用，其利用光学敏感器件获取天体及其表面图像，通过图像中提取的特征来确定探测器空间位置等信息。

当前用于视觉导航的地标主要分为两类。一类是使用图像中的特征点信息进行导航，例如使用角点检测算法来估计检测器的速度[3-5]，Bakambu等[6]提出这类算法通常不如使用图像区域匹配稳定。特征点反映的信息量远低于边缘特征曲线，尤其对于多尺度特征点，存在无法与图像中物理纹理相对应的情况，其应用场景受限。

另一类是将天体表面的岩石和火山口等自然特征用作导航陆标。同时，这些特征还能在着陆阶段用于障碍物躲避。许多学者对陨石坑的探测和匹配方法做了很多研究[7-9]。这些算法中大多数都使用陨石坑形状、阴影等信息进行匹配，在处理沟壑、重叠的坑或不规则的岩石时容易发生误匹配[10]。

不规则曲线特征在天体表面普遍存在，可作为导航陆标进行导航。对曲线精准匹配是进行视觉导航的重要前提[11]。国内外众多学者针对曲线匹配方法展开研究。……