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公开(公告)号：CN117968668A
公开(公告)日：2024-05-03
申请号：CN202410284268.6
申请日：2024-03-13
Applicant: 北京理工大学
IPC: G01C21/02
Abstract: 本发明公开的月基装备自主光学导航观测信息评价优选方法，属于自主导航领域。本发明实现方法为：建立月基装备的运动学模型，基于陆标观测方程建立光学导航位姿估计模型，在小偏差线性化条件下，得到观测角偏差与位置偏差的线性化方程，通过观测角偏差与位置偏差的线性化方程估计月基装备的位置和姿态信息；分析陆标距离、观测角角度对月基装备定位精度的影响，对观测角进行初步选取；根据所需观测角数量对初选后的观测角进行分组，并通过信息熵IE算法对每一组观测角进行评估，根据评价指标优选出最优观测角组合进行位姿估计，得到满足月球表面自主光学导航的观测角组合。本发明能够避免误差敏感的观测信息对导航性能的影响，提高自主定位精度。
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公开(公告)号：CN117516553A
公开(公告)日：2024-02-06
申请号：CN202311513782.4
申请日：2023-11-14
Applicant: 北京理工大学
IPC: G01C21/24
Abstract: 本发明公开的小天体形貌特征综合评估着陆点选取方法，属于深空探测领域。本发明实现方法为：在小天体表面形貌数字高程图中，通过坡度描述小天体表面形貌的起伏变化情况，通过局部方差描述某一子区域内高程值的离散程度，采用像素点的坡度与局部方差作为指标，建立安全着陆区域与自主导航观测效果综合评估模型，将导航需求融入着陆点选取过程中，通过对着陆区进行综合筛选，得到能够满足探测器自主导航需求的最优着陆点，实现探测器在小天体表面附着的着陆点量化评估选择，为后续附着轨迹实时规划和制导控制提供着陆点坐标信息，在确保探测器附着安全性的前提下提高探测器自主导航精度，实现安全、精确的小天体表面附着。
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公开(公告)号：CN113483748B
公开(公告)日：2023-12-12
申请号：CN202110757010.X
申请日：2021-07-05
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明公开小天体柔性附着多节点相对位姿估计方法，属于深空探测技术领域。本发明实现方法为：建立小天体柔性附着多节点相对位姿估计的特征曲线光学导航观测模型；在同帧下，利用包含信息多的特征曲线构建节点间相对位姿方程，通过解算所述节点间相对位姿方程得到更准确的单应矩阵；归一化单应矩阵，并对归一化后的单应矩阵进行奇异值分解，通过先验信息筛选得到节点间相对位姿，即利用包含信息多的特征曲线提高小天体柔性附着多节点间相对位姿估计精度，为后续精确控制柔性着陆器姿态提供支撑。此外，本发明通过引入同帧曲线特征信息，对帧间信息进行补充，能够为后续修正帧间信息提供支撑。
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公开(公告)号：CN117146817A
公开(公告)日：2023-12-01
申请号：CN202310902016.0
申请日：2023-07-21
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明公开的月基装备器间测量优化协同导航方法，属于自主导航领域。本发明实现方法为：建立月基装备系统导航模型，确定UWB节点安装位置，将节点相对于中心点的位置向量P存储到月基装备导航系统；根据月基装备间的信息熵和状态协方差构建性能函数，对待协同月基装备的测距质量与定位精度进行评估，优化选取一组月基装备进行协同测量和位姿估计；利用月基装备上搭载的多个UWB节点，对优选的一组月基装备进行测距，得到月基装备间的量测信息，通过最小化测距残差找到月基装备之间相对位姿的最佳估计；将优化后的协同量测信息与月基装备自主导航数据进行融合滤波，即对月基装备位姿进行更新，实现月面月基装备的协同导航。
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公开(公告)号：CN114111782B
公开(公告)日：2023-11-10
申请号：CN202111180796.X
申请日：2021-10-11
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明公开的一种柔性着陆器状态表征与估计方法，属于深空探测技术领域。本发明实现方法为：所述柔性着陆器指具有柔性结构面状外形的柔性着陆器，在保留柔性着陆器柔性功能的前提下，将柔性着陆器简化为若干具有柔性连接的质量聚集体，并基于柔性附着等效面对柔性着陆器的位姿状态进行近似表征；在所述近似表征基础上，利用安装在柔性着陆器不同位置的敏感器在复杂未知环境中进行柔性附着协同导航，根据质量聚集体间重合观测区域信息及柔性连接约束，融合多源测量约束信息，确定柔性附着等效面中心位置和倾角，实现柔性着陆器位姿状态估计。本发明不仅适用于小天体附着探测任务，也适用于卫星在轨服务等近地任务。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN113777926B
公开(公告)日：2023-11-10
申请号：CN202111079835.7
申请日：2021-09-15
Applicant: 北京理工大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开的小天体附着三维凸轨迹燃耗最优控制方法，属于深空探测技术领域。本发明实现方法为：针对小天体附着动力学的耦合特性，基于空间曲线的几何特征，利用以当前位置和目标着陆点连线为母线的动态锥约束探测器的当前速度矢量，使探测器沿三维凸轨迹附着。构造三维轨迹凸约束，并将三维轨迹凸约束松弛为衡量三维轨迹凸度的性能指标，加权至原有最小燃耗指标中。在加权指标的基础上，考虑控制约束、初始和末端约束以及耦合动力学形成最优控制问题。将最优控制问题进行转化，使其能够直接用序列二阶锥规划的方法快速求解。当采用所求最优控制序列时，探测器沿三维凸轨迹安全附着，减小与障碍碰撞的风险，提高附着的安全性。
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公开(公告)号：CN113885318B
公开(公告)日：2023-09-12
申请号：CN202111078553.5
申请日：2021-09-15
Applicant: 北京理工大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开的弱引力小天体柔性附着位姿协同控制方法，属于深空探测器控制技术领域。本发明考虑柔性探测器节点间距离的不确定性，根据控制器的布局建立探测器姿态动力学模型和分配模型，分析节点间距离的不确定性扰动对控制结果造成的影响程度，基于该影响程度和探测器当前的状态设置最大误差范数阈值，把节点间距离不确定性作为对协同控制模型的扰动，根据协同控制模型稳定性设置扰动范数阈值判断扰动对模型的影响程度；利用扰动范数阈值能够筛选所有探测器控制分配模型稳定状态，避免对探测器控制分配模型稳定状态的遗漏，保证三个控制节点输出的控制结果准确跟踪探测器的期望指令，减少探测器控制冗余操作，节省燃料消耗，提高控制分配效率。
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公开(公告)号：CN116620566A
公开(公告)日：2023-08-22
申请号：CN202310852435.8
申请日：2023-07-12
Applicant: 北京理工大学
IPC: B64G1/24 , G06F30/27 , G06F18/214 , G06F119/14
Abstract: 本发明公开的非合作目标附着多节点智能协同制导方法，属于深空探测技术领域。本发明实现方法为：采用主推力加补偿推力的协同制导架构，主推力用于保证每个节点实现到目标的双零附着，补偿推力用于保持附着过程中着陆器姿态平稳，减小节点推力冲突。使用能量最优控制策略计算主推力。针对多节点协同附着问题符合多智能体马尔可夫决策过程的特点，构建用于确定多节点补偿推力制导参数的多智能体系统。每个节点根据节点对应智能体给出制导参数，结合滚动优化的能量最优控制策略计算补偿推力。根据三节点状态设计奖赏函数用于满足姿态平稳约束，提升安全性；根据三节点动作设计神经网络损失函数减少节点推力冲突和推力饱和，降低燃料消耗。
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公开(公告)号：CN116449715A
公开(公告)日：2023-07-18
申请号：CN202310436745.1
申请日：2023-04-21
Applicant: 北京理工大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开的复杂小天体表面弹跳移动轨迹跟踪控制方法，属于深空探测领域。本发明实现方法为：通过引入脉冲碰撞模型来模拟立方体探测器与地面的接触碰撞过程，分析滑动和粘滞两种接触状态以及接触点的速度变化，建立探测器碰撞状态微分方程；通过引入拉伸变量简化数值积分过程，求解碰撞状态微分方程得出探测器碰撞后的状态参数；通过设计探测器与地面接触时的滑模控制律对期望起跳状态进行跟踪，进而对探测器碰撞后的速度和角速度进行补偿，得到修正后的探测器起跳状态；以修正后的状态参数作为下一次弹跳的初始状态，实现探测器在复杂小天体表面的连续弹跳移动，从而实现探测器对标称轨迹的精确跟踪。
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公开(公告)号：CN116125815A
公开(公告)日：2023-05-16
申请号：CN202310155690.7
申请日：2023-02-23
Applicant: 北京理工大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开的小天体柔性着陆器智能协同控制方法，属于深空探测技术领域。本发明实现方法为：采用基于深度神经网络训练的柔性着陆器智能动力学模型代替离散曲率动力学模型。使用基于LSTM的RNN，学习柔性着陆器离散曲率动力学模型序列数据，训练柔性着陆器智能动力学模型，有利于避免序列过长导致的梯度消失问题，同时能够记忆柔性着陆器的运动演化规律，通过LSTM网络的记忆单元提取着陆器动力学模型数据在时间层面上的运动状态关联关系，利用运动状态关联关系提高对柔性着陆器动力学模型的拟合效率。本发明利用柔性着陆器智能动力学模型设计附着控制补偿项，减小着陆器运动误差，提高附着过程中对柔性着陆器的自主控制精度和实时性。
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