CN102173313A - 一种软着陆接力避障方法 - Google Patents

Abstract

一种软着陆接力避障方法，由粗避障阶段和精避障阶段配合完成天体软着陆，粗避障阶段利用可见光相机进行较大范围和较大障碍的粗检测，剔除直接威胁着陆安全的大障碍；接着在粗避障阶段选取的安全区域内利用激光扫描对天体表面进行精确三维障碍检测，获得并剔除较小尺寸的障碍，最大限度地保证着陆安全。本发明自主性好，可靠性高，可用于地形较为复杂的天体软着陆探测任务，对于距离较远的深空无人天体软着陆尤其适用；大大提高了避障能力和避障距离，增加了着陆的安全性；降低了对敏感器的技术指标要求，使得可见光和激光成像敏感器的研制难度降低，有利于工程应用。

Description

一种软着陆接力避障方法

技术领域

本发明涉及一种在天体表面着陆的障碍规避方法，特别是一种软着陆接力避障方法，可用于对月球或其他天体的软着陆探测。

背景技术

月球或其他天体的软着陆探测自二十世纪六十年代开始，最具代表性的是美国的“阿波罗”探月计划和苏联的“月球”计划。天体表面的地形地貌通常较为复杂且未知，即使距离地球最近的月球，目前尚无高分辨率(0.2m甚至更高)的三维图像可以借鉴。因此，那时的无人软着陆大都选择较为平坦的月海区域，且由于技术限制没有利用敏感器进行月面障碍检测而采用“盲降”技术，成功率较低。自“阿波罗11号”开始的载人登月则主要通过宇航员对月面直接观测来躲避月面障碍物，而尚未实现自主障碍识别，且人眼对光照和视角的要求较高。进入二十一世纪，随着计算机和成像技术的迅速发展，美国和日本等航天强国陆续提出了利用敏感器进行自主障碍检测的技术，并已经或正在实际航天任务中进行实施。如美国已实施的“凤凰号(PHENIX)”火星探测器和未来的“火星科学实验室(MSL)”，以及日本的“月神(SELENE)”月球探测器等。这些任务都采用一种敏感器进行天体表面成像，虽然可实现自主障碍检测，但其检测的可靠性受敏感器限制较大。如SELENE拟在距离月面50m左右利用激光进行精确成像，虽然能精确识别较小的障碍，但由于受成像高度和视场限制，只能在有限的成像范围内进行安全着陆区域选取，因而选择到安全降落区域并进行有效避障的可能性就大打折扣。

发明内容

本发明的技术解决问题：克服现有技术的不足，提出了一种粗精结合的软着陆接力避障方法，提高天体软着陆过程障碍识别的自主性和可靠性，增加安全区域选取范围，为障碍规避赢取时间。

本发明的技术解决方案：一种软着陆接力避障方法，由粗避障阶段和精避障阶段配合完成天体软着陆，所述粗避障阶段实现步骤如下：

(1)粗避障阶段候选着陆区搜索

对于粗避障阶段，在可见光成像敏感器视场内进行搜索，搜索过程为：以可见光成像敏感器视场中心为起点进行螺旋搜索，将每个像素的安全半径R_Si记录下来，并计算每个像素安全半径R_Si与安全着陆半径R_L的比值，以此作为危及安全评价指标δ_ri；平移一个像素后，继续前面的搜索和计算步骤，直至遍历整个可见光成像敏感器视场区域，最终搜索到符合要求的候选着陆区；所述候选着陆区对应的危及安全评价指标为δ_rm；

(2)粗避障所需速度增量估算

对步骤(1)中选出的候选着陆区，计算探测器从当前位置开始到达每一个候选着陆区所需的实际速度增量ΔV，并计算出实际速度增量与到达标称着陆点所需速度增量的比值，以此作为推进剂消耗评价指标δ_vm，m为候选着陆区的数量；所述标称着陆点指无避障过程到达的着陆点；

(3)粗安全区确定

利用步骤(1)的每个候选着陆区的危及安全评价指标δ_rm和步骤(2)的推进剂消耗评价指标δ_vm，根据公式(1)计算综合评价指标Q_sm，Q_sm最小的安全区域即为粗避障阶段选取的最优安全区

Q_sm＝a·δ_rm+b·δ_vm                          (1)

式中，a和b分别为危及安全评价指标δ_rm和推进剂消耗评价指标δ_vm的加权值；

所述精避障阶段实现步骤如下：

(4)精避障阶段图像数据处理

在精避障阶段，由激光三维成像敏感器对正下方的粗避障阶段选取的最优安全区进行成像，获得激光三维成像敏感器视场内三维高程图(DEM)数据信息；DEM数据处理步骤为：

(a)确定DEM中的每个数据在激光三维成像敏感器测量坐标系下的坐标；

(b)以每个像元作为一个单元格，用(i，j)标记每个单元格，其中i和j分别代表单元格所在的行数和列数；所述像元为一个或多个激光三维成像敏感器的水平分辨率；

(5)计算坡度和粗糙度

在步骤(4)得到的DEM数据内确定一个面积为Ss的区域，计算Ss区域内的坡度和粗糙度；

(6)精避障安全着陆区选取

以激光三维成像敏感器视场中心为起点进行螺旋搜索，边搜索边利用步骤(5)进行坡度和粗糙度计算，并结合任务对安全着陆区坡度和粗糙度的指标要求进行判断，确定此区域是否为安全着陆区域；若不是，根据式(2)计算当前区域的安全评价指标S_i，平移一个单元格后重复步骤(5)的计算并进行搜索判断，直至找到符合要求的安全着陆区域为止；若通过上面的计算和搜索选到了符合要求的安全着陆区，则将当前的安全着陆区作为最终的安全着陆区；若搜索完整个视场内区域仍未选到符合要求的安全着陆区，则以安全评价指标S_i最大值所在的安全区域作为最终的安全着陆区；所述安全评价指标S_i为：

$S_i=k_{\mathrm{\θ}}\frac{{\mathrm{\θ}}_d}{{\mathrm{\θ}}_i}+k_r\frac{r_d}{r_i}---\left(2\right)$

其中，i代表某单元格，θ_d和r_d为设计指标要求的安全坡度和半径，超出此数值将危及着陆安全，θ_i和r_i分别为单元格i所在区域的坡度和精避障安全半径；k_θ和k_r分别为坡度和精避障安全半径的加权系数。

所述步骤(5)中区域面积Ss根据探测器尺寸和制导控制误差之和确定。

所述步骤(1)中符合要求的候选着陆区选择如下：

定义每个像素的危及安全评价值δ_ri＝R_L/R_Si和δ′_ri＝R_Lmin/R_Si，其中，R_Lmin为选定的最小容忍安全半径，若可见光成像敏感器视场区域内存在R_Si≥R_L的像素，则δ_ri≤1对应的区域即为候选着陆区；若可见光成像敏感器视场区域内不存在R_Si≥R_L的像素，但存在R_Si≥R_Lmin的像素，则δ′_ri≤1对应的区域即为候选着陆区。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

(1)本发明自主性好，可靠性高，可用于地形较为复杂的天体软着陆探测任务，对于距离较远的深空无人天体软着陆尤其适用；

(2)本发明大大提高了避障能力和避障距离，增加了着陆的安全性；

(3)本发明可实现性好，通过优化避障轨迹，降低了对敏感器的技术指标要求，使得可见光和激光成像敏感器的研制难度降低，有利于工程应用。

附图说明

图1为本发明的软着陆轨迹规划和接力避障策略示意图；

图2为本发明的粗避障实现流程图；

图3为本发明的精避障实现流程图。

具体实施方式

本发明的基本思路为根据当前成像敏感器的特点，在软着陆过程中进行两次障碍检测：粗避障阶段利用可见光成像敏感器进行较大范围和较大障碍的粗检测，剔除直接威胁着陆安全的大障碍；接着在粗避障阶段选取的最优安全区内利用激光三维成像敏感器对天体表面进行精确三维障碍检测，剔除较小尺寸的障碍，最大限度地保证着陆安全。

本发明所采用的技术方案实现步骤如下：

(1)规划软着陆轨迹，设计接力避障策略

在探测器距离天体表面较远时，以制动减速为主；当探测器距离天体表面较近时，进行粗障碍识别和避障，获得较大范围的粗安全区；当探测器距离天体表面很近时，对所选的粗安全区进行精确障碍识别，优选出适合降落的安全着陆区域，保证着陆安全。以月球软着陆为例，软着陆轨迹规划和接力避障策略如图1所示。图1中，方框表示的两部分为接力避障过程，其中，在粗避障阶段，探测器在距离月面1km左右时利用可见光成像敏感器进行粗障碍检测，获得较大范围的粗安全区，并在接近段余下的时间段内通过粗避障控制使探测器到达粗安全区上方；在精避障阶段，探测器在距离月面100m左右悬停时，利用激光三维成像敏感器对已获得的粗安全区进行精确三维成像，获得成像视场内的三维高程图信息，识别障碍并获得安全着陆点位置，在着陆段通过精避障控制使探测器准确降落到精避障安全区域上方，保证着陆安全。

软着陆轨迹规划对粗、精避障两阶段有不同的功能要求。对于粗避障阶段，其主要目的是在较大着陆范围内剔除明显危及着陆安全的大障碍，提高精确障碍检测的可能性和效率。由于此时探测器运动速度较大，因此需要成像速度快，从而尽量降低探测器运动对障碍检测的影响，而对障碍的检测精度要求较低。对于精避障阶段，其主要目的是在粗避障选取的较安全区域内进行精确障碍检测，务必识别并剔除危及安全的较小尺寸的障碍，确保着陆安全，而对成像时间则没有特别高的要求。

根据两阶段的不同功能要求，确定在粗避障阶段采用曝光时间短、对下降速度适应性较好的可见光成像敏感器进行粗障碍检测，以获取较大范围的粗安全区。而在精避障阶段，采用检测精度较高的激光三维成像敏感器，在视场范围内对粗安全区域进行精细三维检测。

(2)粗避障阶段候选着陆区搜索

对于粗避障阶段，在可见光成像敏感器对拟着陆区进行平面成像，并将灰度图像信息进行处理(安全置“1”，危险置“0”)之后，以可见光成像敏感器视场中心为起点进行螺旋搜索，将每个像素的安全半径R_Si记录下来，并计算每个像素安全半径R_Si与安全着陆半径R_L的比值，以此作为危及安全评价指标δ_ri；平移一个像素后，继续前面的搜索和计算步骤，直至遍历整个可见光成像敏感器视场区域，最终搜索到符合要求的候选着陆区；所述候选着陆区对应的危及安全评价指标为δ_rm。

(3)粗避障所需速度增量估算

在(2)中选出了多个候选着陆区后，接着根据设计好的制导律计算探测器从当前位置开始到达每一个候选着陆区所需的实际速度增量ΔV，并计算出实际速度增量与到达标称着陆点所需速度增量的比值，以此作为推进剂消耗评价指标δ_vm。所述标称着陆点指的是无避障过程探测器到达的着陆点。

(4)粗安全区确定

每个候选着陆区的危及安全评价指标δ_rm和推进剂消耗评价指标δ_vm分别由(2)和(3)给出，该部分将二者融合起来进行优化，最终确定综合评价指标Q_sm最小的安全区域，即为粗避障阶段选取的最优安全区。综合评价指标Q_sm计算公式为：

Q_sm＝a·δ_rm+b·δ_vm

式中，a和b分别为危及安全评价指标和推进剂消耗评价指标的加权值。

(5)精避障阶段图像数据处理

(4)中确定了粗避障阶段选取的粗安全区后，探测器在制导控制下到达粗安全区上方，并在距离天体表面比较近(如100m)时悬停且姿态垂直向下，以此进入精避障阶段。

在精避障阶段，首先由激光三维成像敏感器对正下方的粗安全区进行成像，获得三维高程图(DEM)数据信息，接下来需要对DEM数据进行处理。步骤如下：

(a)确定DEM中的每个数据在激光三维成像敏感器测量坐标系下的坐标。

(b)以每个像元作为一个单元格。用(i，j)标记每个单元格，其中i和j分别代表单元格所在的行数和列数。所述像元为一个或多个激光三维成像敏感器的水平分辨率。

(6)计算坡度和粗糙度

首先根据探测器尺寸和制导控制误差，确定适合着陆的安全区域面积Ss。接着利用每一个单元格所对应的激光三维成像敏感器测量坐标系下坐标值(x_i，y_i，z_i)，计算Ss区域的坡度和粗糙度。其中，坡度用拟合平面法线与垂线的夹角来表示，粗糙度用每个单元格到拟合平面的垂直距离来表示。

(7)精避障安全着陆区选取

以激光三维成像敏感器视场中心为起点进行螺旋搜索，边搜索边利用步骤(6)进行坡度和粗糙度计算，并结合任务对安全着陆区坡度和粗糙度的指标要求进行判断，确定此区域是否为安全着陆区域；若不是，平移一个单元格后重复(6)的计算并进行搜索判断，直至找到符合要求的安全着陆区域为止。

(8)安全评价指标优化

在(7)中螺旋搜索选取安全着陆区的同时，需要制定并计算安全评价指标值，以此来优选更为安全的着陆区。该评价指标为：

$S_i=k_{\mathrm{\θ}}\frac{{\mathrm{\θ}}_d}{{\mathrm{\θ}}_i}+k_r\frac{r_d}{r_i}$

其中，S_i为安全评价系数，i代表某单元格，θ_d和r_d为设计指标要求的安全坡度和半径，超出此数值将危及着陆安全，θ_i和r_i分别为单元格i所在特定区域的坡度和安全半径；k_θ和k_r分别为坡度和安全半径的加权系数。

(7)中每搜索一个单元格，(8)中的安全评价系数就需要计算一次。若在(7)中选到了符合要求的安全着陆区，则退出，将该安全区作为最终的着陆区；若搜索完整个视场内区域仍没有选到符合要求的安全区，则以(8)中计算的最大安全评价系数所在的安全区域(面积小于特定安全区)作为最终的着陆区。

下面以月球软着陆为例，说明接力避障两阶段安全着陆区域选取的具体实施过程。

(1)确定接力避障两阶段敏感器主要技术指标

基于目前可见光和激光体制的成像敏感器的检测精度和软着陆方案设计要求，对二者的主要性能指标进行分配。可见光成像敏感器主要技术指标为：

成像高度：约1km

分辨率：1024像素

视场：30°×30°

根据上面的指标，估算粗避障阶段可识别优于1m的障碍。

激光三维成像敏感器的主要技术指标为：

成像高度：约100m

视场：30°×30°

水平分辨率：256像素(0.2m×0.2m)

高度测量精度：0.1m

根据上面的指标，估算精避障阶段可识别优于0.2m的障碍。

(2)粗避障阶段候选着陆区搜索步骤

图2给出了粗避障阶段候选着陆区选取流程，具体步骤如下：

a.自视场中心开始记录该像素的安全半径R_Si；

b.判断该像素安全半径R_Si与安全着陆半径R_L(取R_L＝100m)的关系。若R_Si≥R_L，则记录危及安全值δ_ri＝R_L/R_Si；

c.若R_Si＜R_L，则继续判断该像素安全半径R_Si与选定的最小容忍安全半径R_Lmin(取R_Lmin＝80m)的关系。若R_Si≥R_Lmin，则记录危及安全值δ_ri为不安全的，令δ_ri＝100，同时，记录δ′_ri＝R_Lmin/R_Si；

d.若R_Si＜R_Lmin，则记录危及安全值δ′_ri为不安全的，令δ′_ri＝100；

e.平移一个像素，重复b～d，进行螺旋搜索计算，直至遍历整个成像区域；

f.记录下所有δ_ri≤1(成像区域中至少有一个像素的安全半径大于R_L)或者δ′_ri≤1(成像区域中无安全半径大于R_L的像素，但至少有一个像素的安全半径大于R_Lmin)所对应的像素及危及安全评价值δ_rm，即为粗避障阶段的候选着陆区。

(3)粗避障所需速度增量估算

a.利用探测器水平方向的当前位置r₀、速度v₀与终端位置r_t、速度v_t和加速度a_t(当前状态已知，终端状态已确定)，计算到达候选着陆点的制导时间t_go。

b.利用四次多项式制导加速度的表达式，令加速度为零，求得速度极值点时刻t^*。

c.判断在时间区间(t_go，0)内是否存在速度极值点；如果存在，则计算在t^*时刻的速度v^*；否则，令v^*＝0。

d.计算到达候选着陆区需要的速度增量为

其中，ΔV_x＝v_tx-v_0x+g_mt_go，

e.选取到达候选着陆区与既定的标称着陆点的速度增量的比值δ_vm，作为评价候选着陆点推进剂消耗的指标。计算出每个候选着陆区的δ_vm值。

(4)粗安全区确定

根据每个候选着陆区的危及安全评价值δ_rm和推进剂消耗评价指标δ_vm，确定每个候选着陆区的综合评价值Q_sm＝a·δ_rm+b·δ_vm。权值a和b都取1。

根据计算，选取Q_sm最小的那个候选着陆区确定为粗避障阶段的最优安全区。

(5)精避障阶段图像数据处理

粗安全区确定后，探测器下降至距离月面100m开始悬停，进入精避障阶段。此时由激光三维成像敏感器对正下方的粗安全区进行成像，获得三维高程图(DEM)数据信息，接下来需要对DEM数据进行处理。步骤如下：

a.确定DEM中的每个数据在激光三维成像敏感器测量坐标系下的坐标。

b.以每个像元(如将激光三维成像敏感器的水平分辨率作为一个像元)作为一个单元格。用(i，j)标记每个单元格，其中i和j分别代表单元格所在的行数和列数。

(6)坡度和粗糙度计算

根据探测器尺寸和制导导航控制误差，确定适合安全着陆的区域Patch的面积为25m×25m(假定探测器横切面积为5m×5m，制导导航控制误差为10m，于是Patch区域面积可估算为2×(5/2+10)＝25m)。利用最小二乘法拟合出Patch区域的平均坡面。

定义区域Patch(i，j)的拟合平面方程为

k₁X+k₂Y+k₃Z＝1

式中，k₁、k₂和k₃为待拟合的参数。

假设某区域Patch(i，j)中有N_i，j个单元格(即三维高程图像元)，记为(x_m，y_m，z_m)(m＝1，2，...，N_i，j)。

利用这些数据点的坐标，构造N_i，j×3的矩阵如下：

$G=\left[\begin{array}{ccc}{x}_1& y_1& z_1\\ x_2& y_2& z_2\\ \·& \·& \·\\ \·& \·& \·\\ \·& \·& \·\\ x_{N_{i,j}}& y_{N_{i,j}}& z_{N_{i,j}}\end{array}\right]$

定义N_i，j维的全1列向量h＝[1 1 … 1]^T。按照最小方差的原则，求得拟合参数为

k＝[k₁  k₂  k₃]^T＝(G^TG)^-1G^Th

从而得到拟合的平均坡面。

由平面方程易知拟合平面的法向量n为

n＝[k₁ k₂ k₃]^T

于是求得拟合平面的倾角γ，即Patch区域的坡度为

$\mathrm{\γ}={\cos }^{-1}\left(\frac{|n\·b|}{\left|\right|n\left|\right|\·\left|\right|b\left|\right|}\right)$

式中，b＝[0 0 1]^T，表示垂直向量。

于是，每个单元格到拟合平面的垂直距离，即粗糙度可表示为

$d_n==\frac{|k_1{x}_n+k_2{y}_n+k_3{z}_n-1|}{\sqrt{{k_1}^2+{k_2}^2+{k_3}^2}},n=\mathrm{1,2},...,N_{i,j}$

(7)精避障安全着陆区选取

确定了坡度和粗糙度后，即可以根据对安全着陆点的设计要求通过螺旋搜索的方法选取符合要求的安全着陆区。需要说明的是，若激光三维成像敏感器视场内没有符合要求的安全着陆区域，需要确定一个安全评价系数，如下：

$S_i=k_{\mathrm{\θ}}\frac{{\mathrm{\θ}}_d}{{\mathrm{\θ}}_i}+k_r\frac{r_d}{r_i}$

上式中，S_i为安全评价系数，θ_d和r_d为设计指标要求的安全坡度和半径，超出此数值将危及着陆安全，θ_i和r_i分别为单元格i所在特定区域(25m×25m)的坡度和安全半径；k_θ和k_r分别为坡度和安全半径的加权系数。

特别要指出的是，此安全评价系数仅在视场范围无完全符合要求的安全着陆区域时才有效。

如图3所示，精避障阶段安全着陆区选取流程具体步骤如下：

a.以激光三维成像敏感器视场中心为初始点，选择一个25m×25m的区域Patch1作为初始搜索区域，其中包含有125×125个0.2m×0.2m的像元(即单元格)；

b.对于Patch1进行坡度和每个单元格的障碍高度计算，并将计算结果与安全着陆要求(障碍不大于0.2m，坡度不大于8°)进行比较；

c.以激光三维成像敏感器视场中心为搜索起始点，以单元格为步长，按顺时针螺旋搜索并判断当前单元格是否安全，是“安全”就继续搜索直至搜索完25m×25m的Patch1区域为止，停止搜索，此区域即为要选取的安全看陆区；

d.若搜索到的当前单元格标记为“危险”，则记下当前的中心搜索点的安全半径和坡度值，并计算安全评价系数S_i，停止当前搜索，将初始搜索点按顺时针平移一个单元格作为下一区域的中心点和初始搜索点，继续重复b～d的操作，直至找到一个25m×25m的着陆区域；

e.若搜索完整个视场仍未找到满足要求的安全着陆区域，则根据d中记录下的若干点的安全评价系数进行判断，系数最大者所在的区域即定义为安全区域。

本发明未详细阐述部分属于本领域公知技术。

Claims (3)

1.一种软着陆接力避障方法，其特征在于由粗避障阶段和精避障阶段配合完成天体软着陆，所述粗避障阶段实现步骤如下：

(1)粗避障阶段候选着陆区搜索

对于粗避障阶段，在可见光成像敏感器视场内进行搜索，搜索过程为：以可见光成像敏感器视场中心为起点进行螺旋搜索，将每个像素的安全半径R_Si记录下来，并计算每个像素安全半径R_Si与安全着陆半径R_L的比值，以此作为危及安全评价指标δ_ri；平移一个像素后，继续前面的搜索和计算步骤，直至遍历整个可见光成像敏感器视场区域，最终搜索到符合要求的候选着陆区；所述候选着陆区对应的危及安全评价指标为δ_rm；

(2)粗避障所需速度增量估算

对步骤(1)中选出的候选着陆区，计算探测器从当前位置开始到达每一个候选着陆区所需的实际速度增量ΔV，并计算出实际速度增量与到达标称着陆点所需速度增量的比值，以此作为推进剂消耗评价指标δ_vm，m为候选着陆区的数量；所述标称着陆点指无避障过程到达的着陆点；

(3)粗安全区确定

利用步骤(1)的每个候选着陆区的危及安全评价指标δ_rm和步骤(2)的推进剂消耗评价指标δ_vm，根据公式(1)计算综合评价指标Q_sm，Q_sm最小的安全区域即为粗避障阶段选取的最优安全区

Q_sm＝a·δ_rm+b·δ_vm                   (1)

式中，a和b分别为危及安全评价指标δ_rm和推进剂消耗评价指标δ_vm的加权值；

所述精避障阶段实现步骤如下：

(4)精避障阶段图像数据处理

在精避障阶段，由激光三维成像敏感器对正下方的粗避障阶段选取的最优安全区进行成像，获得激光三维成像敏感器视场内三维高程图(DEM)数据信息；DEM数据处理步骤为：

(a)确定DEM中的每个数据在激光三维成像敏感器测量坐标系下的坐标；

(b)以每个像元作为一个单元格，用(i，j)标记每个单元格，其中i和j分别代表单元格所在的行数和列数；所述像元为一个或多个激光三维成像敏感器的水平分辨率；

(5)计算坡度和粗糙度

在步骤(4)得到的DEM数据内确定一个面积为Ss的区域，计算Ss区域内的坡度和粗糙度；

(6)精避障安全着陆区选取

以激光三维成像敏感器视场中心为起点进行螺旋搜索，边搜索边利用步骤(5)进行坡度和粗糙度计算，并结合任务对安全着陆区坡度和粗糙度的指标要求进行判断，确定此区域是否为安全着陆区域；若不是，根据式(2)计算当前区域的安全评价指标S_i，平移一个单元格后重复步骤(5)的计算并进行搜索判断，直至找到符合要求的安全着陆区域为止；若通过上面的计算和搜索选到了符合要求的安全着陆区，则将当前的安全着陆区作为最终的安全着陆区；若搜索完整个视场内区域仍未选到符合要求的安全着陆区，则以安全评价指标S_i最大值所在的安全区域作为最终的安全着陆区；所述安全评价指标S_i为：

$S_i=k_{\mathrm{\θ}}\frac{{\mathrm{\θ}}_d}{{\mathrm{\θ}}_i}+k_r\frac{r_d}{r_i}---\left(2\right)$

其中，i代表某单元格，θ_d和r_d为设计指标要求的安全坡度和半径，超出此数值将危及着陆安全，θ_i和r_i分别为单元格i所在区域的坡度和精避障安全半径；k_θ和k_r分别为坡度和精避障安全半径的加权系数。

2.根据权利要求1所述的一种软着陆接力避障方法，其特征在于：所述步骤(5)中区域面积Ss根据探测器尺寸和制导控制误差之和确定。

3.根据权利要求1所述的一种软着陆接力避障方法，其特征在于：所述步骤(1)中符合要求的候选着陆区选择如下：

定义每个像素的危及安全评价值δ_ri＝R_L/R_Si和δ′_ri＝R_Lmin/R_Si，其中，R_Lmin为选定的最小容忍安全半径，若可见光成像敏感器视场区域内存在R_Si≥R_L的像素，则δ_ri≤1对应的区域即为候选着陆区；若可见光成像敏感器视场区域内不存在R_Si≥R_L的像素，但存在R_Si≥R_Lmin的像素，则δ′_ri≤1对应的区域即为候选着陆区。

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