自主导航方法是深空探测领域的核心技术之一，其发展水平与探测任务的成败有直接关联。研究先进的探测器导航与控制方法，提高探测器的运行能力并降低运行成本是小行星探测任务的关键。本学位论文结合国家“973计划”课题-“行星表面精确着陆导航与制导控制问题研究”，针对小行星探测器在着陆阶段特点，对基于光学测量信息融合的探测器软着陆自主导航方法进行了系统深入的研究。论文的主要研究内容包括以下几个方面:　　首先，针对探测器与目标小行星着陆点和参考点之间的几何关系，提出了一种基于光学测量信息融合的自主软着陆导航方案。通过分析小行星探测器在各个探测阶段不同的运行机制和导航控制等特点，提出了在着陆阶段的自主光学导航方案。为了研究探测器相对于目标小行星的运动特点，采用构建坐标系群并实现其相互之间坐标转换的方法进而估计探测器的相对位置、姿态和运动速度。最后，结合小行星的引力场模型得出了探测器软着陆于小行星的动力学模型。　　其次，利用基于二维最大熵双阈值分割的障碍提取算法，进而提出了基于模糊规则的最优安全着陆位置选择方案。为了提取小行星表面障碍地形区域，首先利用基于二维最大熵的图像分割方法并发展了阈值分割的快速递推算法，然后采用双阈值分割方式实现了障碍地形区域的检测与提取。最后通过分析影响着陆位置选取的条件和因素，提出了基于模糊规则融合专家经验的着陆点选取方法实现了探测器对小行星表面最优着陆位置的自主选择。　　然后，进行了基于图像几何特征的小行星表面参考区域提取与匹配方法研究。为了获得参考区域的几何特征，首先对光学导航相机的取样图像进行了预处理，包括噪声添加与图像滤波、基于二维直方图区域斜分方式的阈值分割、连通区域提取以及轮廓提取等步骤。通过基于图像几何特征的描述方法，进而提取了参考区域的线状特征以及面状特征，然后利用基于加权欧氏距离的模板匹配算法从而实现了光学导航相机帧间图像的参考特征区域匹配与跟踪目的。最后结合图像仿射变换的特点，对取样序列图像进行大量反复实验进而验证了算法的有效性和鲁棒性。　　最后，对基于光学测量信息融合的探测器软着陆自主导航方案进行了仿真验证。通过比较加权最小二乘滤波算法、扩展卡尔曼滤波算法以及无轨迹卡尔曼滤波算法的特点和不同，选择UKF算法作为导航控制的滤波方式来估计探测器的运行状态并抑制传感器的测量噪声，使测量信息更为精准。通过规划着陆轨迹模型、计算轨迹制导律并利用比例-微分控制方法进而得到了探测器运动的下降着陆轨迹。最后，利用PD控制以及VSC控制方法对探测器着陆的相对位置及误差变化、相对速度及误差变化进行了仿真实验并对比分析，从而验证了基于光学测量信息融合的自主软着陆导航方案的可行性。