1. 嫦娥三号月球车环境感知

    嫦娥三号月球车巡视探测任务中，月球车在当前站点需要通过环境感知，确认自身在月表的准确位置，并获取周围详细的地形地貌信息。通过月球车环境感知，月球车规划出驶向下一站的安全路径，以确保月球车安全到达探测目标，是探测任务顺利实施的首要基础。

    嫦娥三号月球车环境感知是基于导航相机实现的。任务中，通过采用站点间导航相机立体环拍影像进行视觉定位，实现了月球车在站点的精确定位；通过采用站点内环拍图像进行精细三维重建，获取了月球车周围DEM与DOM。

    整个任务期间，月球车共行驶114.8米，在17个站点上进行了环境感知，获得了17个站点的DEM和DOM，以及16个站点的位置（第一个站点未进行视觉定位），为月球车安全行驶提供了基础保障。

等高线分析

坡度分析

坡向分析

障碍物分析

光照分析（红色太阳矢量，蓝色：地球矢量）

天际线分析

两器分离环境感知结果

月球车各导航点DOM及路线规划图

月球车行驶范围环境分析结果

2. 嫦娥四号月球车环境感知

    嫦娥四号月球车巡视探测过程中，通过对玉兔二号上携带的全景影像、导航相机数据，利用摄影测量、图像处理、视觉测量、单项量测、GIS分析、站间定位等技术和方法，生成了系列图像及分析成果，支持了玉兔二号月球车巡视探测过程中的环境感知。

2.1 全景影像、导航影像的无缝拼图

    利用导航相机影像和全景相机影像自动自动全景拼图，支持单元路径规划和环境分析。

嫦娥四号第1月昼S1站点全景影像拼图

规划路线反投到导航相机拼接影像上支持单元路径规划决策（黄色线为规划路径中心线，白色虚线为轮迹线）

2.2 全景影像、导航影像站图像自动处理

    利用站点全景影像、导航影像自动生成站点DEM和DEM，并利用DEM自动生成坡度图、坡向图和障碍分析图，用于支持单元路径规划和决策。

嫦娥四号D’站点DEM和DOM

嫦娥四号D’站点坡度图和障碍分析图

嫦娥四号S1站点全景影像生成的DEM和DOM三维透视图

2.3 单相量测支持两器分离决策

    基于着陆器监视相机，利用单相量测方法，预测监视相机前方距离及障碍，支持巡视器从着陆器上分离策略，图红色线为预测直行时轮迹线，白色线为驶出距离，右图黄色区域为预测的太阳阴影区，蓝色区域为信号遮挡区。

单相量测支持嫦娥四号巡视器和着陆器分离决策

2.4 VNIS就位探测支持

    由于VNIS固定于巡视器前面板上，而且视场角非常小，VNIR视场角为8.5度，SWIR视场角为3.6度。为了实现VNIS就位探测，只能依靠移动月球车以使VNIS对准探测目标，为此，开发了VNIS就位探测支持算法，通过探测目标在导航相机影像、避障相机影像上及VNIS上的传递，指导月球车的路径规划和就位，实现探测目标的快速、精准定位，保障了科学目标探测的实施。

嫦娥四号就位探测决策支持（a为LE00301站点在导航相机影像上识别的石块，b为在导航相机影像预测的VNIS视场，c为LE00302站点避障相机影像预测的VNIS视场，d为LE00303站点VNIS获取影像，圆形为SWIR视场）

2.5 巡视探测路径定位

    利用站间视觉定位方法，以着陆区降落相机影像生成的DOM为底图，以着陆点为坐标原点，建立着陆区局部坐标系，将月球车巡视站点及行驶路径统一到着陆点坐标系中，生成月球车行驶路径图。

玉兔二号前五个月昼的行驶路线图，由视觉定位方法得到 (里程计累计里程 190.66 M, 视觉定位里程 186.66 M)

玉兔二号前26个月昼的行驶路线图（累计行驶628.6M）

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