光学自主导航作为深空探测的主要技术之一,其光学图像的质量是影响导航精度的关键因素。因此,可以在不同光照条件下保障成像探测器清晰成像的星上实时调光成像技术成为了研究热点。应用于月球着陆的实时调光成像技术主要存在两方面的问题。一方面,月球成像的光照条件受地形影响较大,存在逆光、陨石和陨石坑内外光照对比强烈的特殊光照情况,由于传统星上实时调光成像技术亮度判断方法单一,难以提升特殊光照情况下的调光精度和时效性。另一方面,在月球着陆的粗避障环节中,应在极短的时间内完成光学成像,致使探测器成像的曝光时间短,调光成像受限。针对上述问题,本文提出了一种面向月球着陆的实时调光成像技术,在改进平均亮度调光法的基础上,结合像元合并、直方图均衡化和拉普拉斯算子三种图像预处理算法进行辅助调光和图像质量提高,并通过理论仿真与成像实验验证了算法的有效性,具体研究如下所述:1)针对传统星上实时调光成像技术在特殊光照下调光精度低的问题,提出了一种改进的平均亮度调光法,结合去除相机本底值的方法,在光照极不充分的情况下,步长的迭代帧数为9帧;光照过强的情况下,步长迭代的帧数为10帧,有效提高了调光成像技术的时效性。并利用转台模拟了探测器在月表1.73km/s@15km移速下的相机成像效果。结果表明,在正常光照条件下,改进的平均亮度调光法达到了成像清晰的目的;在特殊光照条件下,需减小曝光时间提高行频来降低相机高速推扫引起的像移模糊。2)针对改进的平均亮度调光法在月球着陆成像中面临着可调曝光时间短调光能力受限的问题,利用图像预处理算法进行辅助调光和图像质量提高。首先,将初始调光方法中调光参数的迭代上限值设置为5帧,确保调光成像的实时性;其次,分析了三种图像预处理算法的基本原理,针对n＿taps的成像数据格式,提出了一种像元矩阵的构建方法,并利用FPGA完成了三种图像预处理算法的硬件实现;最后利用宽、窄视场相机进行成像实验,实验结果表明,改进后的整体实时调光成像技术在满足不同光照下清晰成像的基础上,处理帧数不超过6帧。综合上述,本文实现了面向月球着陆的实时调光成像技术,该技术在改进平均亮度调光法的基础上,采用图像预处理算法进行辅助调光和图像质量提高,并通过数值仿真与成像实验验证了算法的可靠性和优越性,对应用于月球着陆成像中的实时调光成像技术提供一定的参考价值。