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公开(公告)号：CN111762341B
公开(公告)日：2021-10-22
申请号：CN202010639225.7
申请日：2020-07-06
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明公开的小天体形貌特征在线提取的安全附着多模切换制导方法，属于深空探测技术领域。本发明实现方法为：针对少量稀疏大型障碍与多量密集小型障碍两种典型小天体表面形貌分布特点，分别建立障碍规避约束，并提取表面形貌特征变量，设计障碍规避模型自主切换规则，通过计算实际测量结果与标称表面形貌特征变量间的马氏距离，实现小天体安全附着星上多模式自主切换，结合每种模式的障碍分布特点，采用非线性模型预测控制方法求解不同模式下的障碍规避最优控制问题，形成多模切换制导律，实现探测器在小天体表面的安全附着。本发明能够提高星上自主决策与环境感知能力，实现安全附着多模式自主切换，提高小天体附着任务安全性。
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公开(公告)号：CN111846288B
公开(公告)日：2021-09-24
申请号：CN202010750835.4
申请日：2020-07-30
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明公开的不确定环境中下的小天体软着陆微分博弈控制方法，属于深空探测技术领域。本发明实现方法为：在目标小天体精确引力场模型未知的条件下，确定不规则弱引力场中的着陆器运动形式，采用状态误差传播方法设计虚拟移动目标着陆点，将不规则引力场对着陆器运动的不确定性影响转化为虚拟移动目标着陆点的随机运动；基于零和随机微分博弈设计着陆器的最优着陆控制策略，并根据所述控制最优着陆控制策略控制着陆器着陆，提高着陆器在小天体表面预定位置的着陆精度。
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公开(公告)号：CN113408623A
公开(公告)日：2021-09-17
申请号：CN202110686620.5
申请日：2021-06-21
Applicant: 北京理工大学
IPC: G06K9/62 , G01C21/24 , G01C21/00 , G06F30/20 , G06F111/04
Abstract: 本发明公开的非合作目标柔性附着多节点融合估计方法，涉及一种非合作目标附着协同导航方法，属于深空探测技术领域。本发明实现方法为：针对小天体柔性附着过程中节点构型时变的问题，利用节点间重合观测区域内角点特征的像元、像线构建多视点几何光学信息，在柔性连接约束的前提下利用多视点几何光学信息对节点构型进行估计，得到较为准确的节点构型，进而利用构型将各节点自身的观测数据或状态估计转化到相邻节点，并通过动力学递推将不同时刻的观测数据或状态估计进行同步处理，实现多节点融合估计。本发明能够提高柔性附着过程中各节点的自主导航性能，有利于实现小天体表面的安全附着。
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公开(公告)号：CN113240174A
公开(公告)日：2021-08-10
申请号：CN202110512493.7
申请日：2021-05-11
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明涉及一种基于动态偏好匹配的多月基装备协作任务规划方法，属于航空航天技术领域。本发明首先获取任务场景信息，包括任务集合、装备集合，以及每个任务和装备的详细信息。为任务和装备建立抽象模型，将多装备任务规划问题建立为任务和装备的双边匹配模型，然后采用改进的延迟接受算法(盖尔‑夏普利算法)生成多任务在多装备中的规划方案。基于动态偏好匹配的多月基装备协作任务规划方法能够快速生成多任务在多装备中的规划方案，满足各装备内部的时间约束，提高多装备协作任务的安全性及价值收益。
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公开(公告)号：CN113110557A
公开(公告)日：2021-07-13
申请号：CN202110494806.0
申请日：2021-05-07
Applicant: 北京理工大学
IPC: G05D1/08
Abstract: 本发明公开的小行星着陆末段弹跳移动制导方法，针对小行星不确知环境下的弹跳移动问题，从减少弹跳次数与保证弹跳移动精度的需求出发，设计一种小行星着陆末段弹跳移动制导方法。本发明实现方法为：以着陆器碰撞点处姿态角及角速度为控制量，通过每次弹跳进行实时轨迹规划的方式进行制导；在弹跳轨迹规划过程中，根据单次弹跳的最大、最小距离确定弹跳次数；在每次弹跳碰撞点处，将着陆器到目标点的移动过程分为接近段和制动段，依次通过反馈校正的方式规划出弹跳轨迹，使着陆器能移动到目标点附近并消除其水平速度；由轨迹规划得到本次弹跳中着陆器的控制量，消除上次弹跳中参数扰动的影响，实现弹跳移动轨迹的鲁棒制导。该方法考虑减少弹跳次数的需求以及参数扰动对弹跳运动的影响，可实现着陆器到目标点的精确弹跳移动。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN113022898A
公开(公告)日：2021-06-25
申请号：CN202110190484.0
申请日：2021-02-18
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明涉及一种弱引力环境柔性附着系统状态估计方法，属于深空探测技术领域。本发明的方法，针对柔性附着过程中多节点状态估计问题，以小天体表面形貌特征的像素坐标作为各节点状态估计的观测量，利用多个节点视觉测量信息构建多节点协同导航的观测方程，引入节点间的几何构型信息作为柔性附着系统状态估计的约束条件，将柔性附着系统位姿估计问题转化为带约束条件的多节点状态估计问题，实现弱引力环境下柔性附着系统状态估计。实现精确安全附着的任务目标。
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公开(公告)号：CN112906573A
公开(公告)日：2021-06-04
申请号：CN202110194541.2
申请日：2021-02-10
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明涉及基于轮廓点集的行星表面导航路标匹配方法，属于深空探测领域。本发明探测器分别对行星表面图像A和数据库地图B进行导航路标边缘的检测和拟合，通过导航路标拟合轮廓离散化，获得轮廓点集坐标。计算所得的离散点集的相似度距离。选取点集相似度矩阵中数值最小的三对导航路标作为有效匹配路标，并计算单应性变换矩阵。由单应性变换矩阵求取待匹配图像导航路标中心坐标的仿射变换坐标，利用图的导航路标中心像素坐标计算距离偏差，构造匹配距离矩阵并搜索匹配距离最小的导航路标作为匹配路标。本发明匹配适用对象更加广泛，可对光学图像中陨石坑、岩石、沟壑等地形进行同时匹配，适用于序列图像以及数据库地图的匹配和跟踪。
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公开(公告)号：CN112329141A
公开(公告)日：2021-02-05
申请号：CN202011213364.X
申请日：2020-11-04
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明公开的不规则小行星平衡点悬停轨道变阈值控制方法，适用于以常推力为推进方式的小天体探测器，属于深空探测器控制领域。本发明实现方法为：根据小行星探测器的动力学模型，求得小行星平衡点的具体位置，并以平衡点为坐标原点建立平衡点处探测器的误差动力学模型，找到探测器在平衡点附近的标称悬停轨道；在悬停轨道附近设置固定的位置阈值与固定的速度阈值，当探测器的当前状态超出阈值范围，发动机开始工作；为进一步减少探测器的燃料消耗，在定阈值的基础上将标称速度引入阈值权重系数中，使阈值大小随探测器当前时刻的标称状态变化而改变，降低探测器在标称轨道位置极值附近的抖振，同时将探测器保持在标称悬停轨道上。
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公开(公告)号：CN112099519A
公开(公告)日：2020-12-18
申请号：CN202011006501.2
申请日：2020-09-23
Applicant: 北京理工大学
IPC: G05D1/08
Abstract: 本发明公开的航天器控制力矩陀螺的快速奇异躲避规划方法，属于航天器姿态规划和控制力矩陀螺控制领域。根据当前控制系统的指令力矩，计算当前控制力矩陀螺的饱和奇点，计算饱和状态对控制力矩陀螺的零运动引导方向，使控制力矩陀螺能够保持较大的角动量，同时考虑控制力矩陀螺的零运动方向，考虑奇异躲避的零运动方向，计算控制力矩陀螺的零运动总方向，设计控制力矩陀螺的零运动的大小，再靠近控制力矩陀螺奇异状态时零运动的值变大，得到控制力矩陀螺的零运动方程，将零运动方程和伪逆操纵律进行组合，得到控制力矩陀螺的奇异躲避操纵律，从而实现航天器控制力矩陀螺的快速奇异躲避规划。本发明具有效率高，速度快，安全性强和准确性高的优点。
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公开(公告)号：CN110146093B
公开(公告)日：2020-12-15
申请号：CN201910529172.0
申请日：2019-06-19
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明公开的双体小行星探测自主协同光学导航方法，属于自主导航领域。本发明实现方法为：当主星的位置已知，从星的位置不确知，在双小行星系统惯性坐标系下建立探测器的动力学方程；根据探测器所使用的导航系统建立主星和从星的视线观测模型和探测器间的测距测角模型，并设计双体小行星导航的无迹卡尔曼滤波器；以轨道预报给出两颗探测器位置速度和从星位置的先验估计值作为初始状态，结合动力学方程和观测方程，通过无迹卡尔曼滤波器进行估计，实时确定两颗探测器的位置速度和从星的位置。本发明具有实时性好、导航精度高的优点。本发明利用无迹卡尔曼滤波器进行估计，不需要将非线性系统线性化，也不需要计算雅可比矩阵，实现简单、收敛性好。
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