將火星車在軌道影像上進(jìn)行定位有助于了解當(dāng)前地理與地質(zhì)環(huán)境，是火星車著陸后的首要任務(wù)，對其進(jìn)行精確定位還有利于火星車后期的安全行駛與路徑規(guī)劃，
這可以通過分別提取火星軌道影像與火星車獲取的影像中的地物并將其進(jìn)行匹配實現(xiàn)，石塊就是滿足這種需求的一種地物特征；它不僅能夠通過火星車導(dǎo)航影像識別出來，而且在分辨率高達(dá)0.25 m/pixel 的HiRISE影像上也能識別出來，
將二者的識別結(jié)果進(jìn)行匹配，并根據(jù)火星車相對于獲取地貌影像時的位置就可以將其定位。針對兩種影像獲取時方位相差較大，分辨率也有較大的差別，我們使用了分布模式匹配的方法將二者進(jìn)行配準(zhǔn)，即根據(jù)提取的石塊間相對位置關(guān)系將二者進(jìn)行匹配；該方法成功地應(yīng)用到機遇號火星車在6處位置的定位中，定位結(jié)果均優(yōu)于1個像素。
火星車定位結(jié)果（上圖和下圖分別為火星車影像和HiRISE影像及提取的石塊，黑色三角表示火星車定位結(jié)果）
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石塊能夠用于探測車的定位，但是也能威脅深空探測車的行駛安全，分析行星表面石塊的大小分布對于著陸點的選擇、路徑規(guī)劃等探測工程的順利實施具有重要的意義。
同時，行星表面石塊的大小分布關(guān)系對于反演該地區(qū)的地質(zhì)過程具有重要的意義。為此，我們利用CE-3獲取的導(dǎo)航立體影像，提取CE-3著陸點附近的石塊，并對其大小進(jìn)行量測和統(tǒng)計，結(jié)果表明石塊的直徑與個數(shù)之間存在指數(shù)關(guān)系，而且同月球表面其它幾個著陸點相比較，
CE-3著陸點與Surveyor III 探測任務(wù)著陸點的石塊分布情況最為接近。該方法可用于分析我國今后月球或火星探測著陸點的選擇。
CE-3著陸點石塊提取（左）與分析的結(jié)果（右）
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為深入分析石塊所攜帶的地質(zhì)意義，我們結(jié)合勇氣號火星車導(dǎo)航相機獲取的影像數(shù)據(jù)和對應(yīng)的深度點云數(shù)據(jù)對石塊進(jìn)行了提��；對于小石塊，我們利用面向?qū)ο蟮姆椒ㄔ趯?dǎo)航影像上直接進(jìn)行提�。�
對于較大的石塊，我們首先找到石塊的最高點，然后在三維點云數(shù)據(jù)中對大石塊周圍的火星表面進(jìn)行平面擬合，從而提取出較大的石塊。最后使用橢球體對其進(jìn)行擬合，統(tǒng)計石塊的直徑等信息。
勇氣號火星車周圍石塊提取結(jié)果
附相關(guān)文章：
Di, K., Z. Liu, Z. Yue, 2011.
Mars Rover Localization based on Feature Matching between Ground , Photogrammetric Engineering & Remote Sensing,77(2011):781-791.
Di K., B. Xu, M. Peng, Z. Yue, Z. Liu, W. Wan, L. Li, J. Zhou.
Rock size-frequency distribution analysis at the Chang'E-3 landing site
, Planetary and Space Science,120: 103-112.
Di K., Z. Yue, Z. Liu, 2012.
Automated rock detection and shape analysis from Mars rover imagery and 3D point cloud data
, Journal of Earth Science, 24(2012):125-135.
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