范亚娴， 陈卫东， 董凌峰， 王景川， 王鹏基

(1.上海交通大学电子信息与电气工程学院， 上海 200240； 2.北京控制工程研究所， 北京 100190)

1 引言

月球车在月面环境长时间、大范围工作，月球车的定位是完成其工作的基础，需要对定位性能进行大量测试。 由于月球探测任务的高风险和高价值，大规模还原月球环境成本太高，为了验证月球车传感器选型和算法，可行的替代方案是建立一个能够反映真实月球表面地形特征的月面仿真系统。

月球车仿真系统主要包括月面三维环境、月球车以及传感器3 个部分的模拟。 国内外研究人员对此开展了一系列的研究。

月面三维环境的模拟是月球车仿真系统的基础。 Allan 等[1]提出了一种基于数字高程模型(Digital Evaluation Model， DEM)构建仿真月面环境的方法，仿照资源勘探者号月球车模拟了月球车和仿真月面之间的摩擦；谢圆等[2]模拟月海数字地形，用于月球车任务规划仿真；Schuster 等[3]搭建了一个类月面的崎岖地形并设计仿真环境；骆训纪等[4]设计了基于组件对象模型(Component Object Model， COM)技术的月球漫游车分布式仿真系统，并提供了环境编辑器，以便利用预先创建的地形模块搭建虚拟月面环境；Win等[5]介绍了一个用于验证月球探测SLAM 系统实用性的系统，通过模拟安宁山坑口的现有环境数据进行了测试；Vassallo 等[6]提出了无基础设施的视觉SLAM 算法，采用的月面仿真模型是利用月球勘测轨道器LRO 的数字高程数据与过滤器共同构建的。 但是，上述月面模型均缺乏多样性，并且未模拟星空背景。……