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公开(公告)号：CN105547287B
公开(公告)日：2018-04-03
申请号：CN201610045428.7
申请日：2016-01-22
申请人： 北京理工大学
摘要： 本发明涉及一种不规则天体导航视线信息提取方法，特别涉及一种小天体探测导航视线信息提取方法，属于小天体探测领域。本发明方法的主要步骤包括：一、提取导航图像中目标小天体的边缘轮廓；二、利用自适应方法去除伪边缘信息；三、对去除伪边缘信息的小天体边缘轮廓进行椭圆拟合；四、基于椭圆拟合结果提取目标小天体视线信息。本发明方法受光照、相机拍摄角度和目标小天体自旋影响较小，能够有效提高小天体导航视线信息提取的精度和稳定性，且无需精确的形状模型，适用范围广；本方法提出的自适应伪边缘去除方法能有效去除目标小天体明暗交界，以及小天体表面地形遮挡所致的伪边缘信息，保障椭圆拟合及视线信息提取的精度和可靠性。
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公开(公告)号：CN108196449B
公开(公告)日：2020-04-24
申请号：CN201711433110.7
申请日：2017-12-26
申请人： 北京理工大学
IPC分类号： G05B13/04
摘要： 本发明公开的最优着陆轨迹设计的协变量初值确定方法，属于深空探测领域。本发明实现方法如下：建立小天体固联坐标系并建立相应的探测器着陆动力学方程；将小天体最优着陆轨迹设计问题转化为最优控制问题及相应两点边值问题，定义为问题1；对问题1进行近似，将对问题1近似后的问题定义为问题2；求解问题2中协变量初始时刻值λr2(t0),λv2(t0)，以问题2的协变量初始时刻值λr2(t0),λv2(t0)作为问题1的协变量初始时刻值λr1(t0),λv1(t0)的迭代初值设置，并由问题1的协变量初始时刻值λr1(t0),λv1(t0)的迭代初值设置λr2(t0),λv2(t0)确定问题1的协变量初始时刻值λm1(t0)的迭代初值设置，即为最优着陆轨迹设计的协变量初始时刻值的迭代初值设置。本发明能够避免由于初值设置不当而造成相应的两点边值问题不易求解的缺陷。
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公开(公告)号：CN106249756B
公开(公告)日：2019-02-15
申请号：CN201610835765.6
申请日：2016-09-20
申请人： 北京理工大学
IPC分类号： G05D1/10
摘要： 本发明公开的一种基于碰撞概率的行星着陆障碍规避控制方法，涉及一种行星着陆障碍规避控制方法，属于深空探测领域。本发明的实现方法为，建立系统动力学方程；构建李雅普诺夫函数中关于目标点的势场函数，保证探测器趋近于目标着陆点，同时满足目标着陆速度；引入探测器位置的协方差矩阵，计算探测器与各障碍区域的碰撞概率；基于碰撞概率构建李雅普诺夫函数，利用李雅普诺夫稳定性原理求取控制加速度，利用求取的加速度控制探测器着陆轨迹，降低行星表面多扰动、不确知环境对探测器障碍规避控制的影响，对行星表面的复杂障碍进行有效规避，实现自主安全精确着陆。本发明还具有鲁棒性好和高实时性的优点。
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公开(公告)号：CN107621829A
公开(公告)日：2018-01-23
申请号：CN201710844211.7
申请日：2017-09-19
申请人： 北京理工大学
IPC分类号： G05D1/10
摘要： 本发明公开的一种行星着陆障碍规避的安全区膨胀制导方法，属于深空探测领域。本发明首先定义着陆点固联坐标系和误差椭球主轴坐标系；在着陆点固联坐标系下建立着陆动力学方程；根据探测器位置误差nσ椭球确定椭球膨胀安全区，计算探测器相对障碍的安全距离指标值；基于探测器状态和探测器相对障碍的安全距离指标值构建李雅普诺夫函数，利用李雅普诺夫稳定性原理设计障碍规避制导律，利用加速度指令a控制探测器着陆轨迹，降低行星表面多扰动、不确知环境对探测器障碍规避制导的影响，对行星表面障碍进行有效规避，实现自主安全精确着陆。本发明求取的控制加速度指令为解析形式，不含积分等复杂运算，满足在线反馈控制实时性要求，有利于工程应用。
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公开(公告)号：CN106249756A
公开(公告)日：2016-12-21
申请号：CN201610835765.6
申请日：2016-09-20
申请人： 北京理工大学
IPC分类号： G05D1/10
CPC分类号： G05D1/101
摘要： 本发明公开的一种基于碰撞概率的行星着陆障碍规避控制方法，涉及一种行星着陆障碍规避控制方法，属于深空探测领域。本发明的实现方法为，建立系统动力学方程；构建李雅普诺夫函数中关于目标点的势场函数，保证探测器趋近于目标着陆点，同时满足目标着陆速度；引入探测器位置的协方差矩阵，计算探测器与各障碍区域的碰撞概率；基于碰撞概率构建李雅普诺夫函数，利用李雅普诺夫稳定性原理求取控制加速度，利用求取的加速度控制探测器着陆轨迹，降低行星表面多扰动、不确知环境对探测器障碍规避控制的影响，对行星表面的复杂障碍进行有效规避，实现自主安全精确着陆。本发明还具有鲁棒性好和高实时性的优点。
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公开(公告)号：CN108279011B
公开(公告)日：2021-09-03
申请号：CN201810088128.6
申请日：2018-01-30
申请人： 北京理工大学
摘要： 本发明公开的行星探测着陆轨迹综合优化方法，涉及行星着陆轨迹优化方法，属于深空探测领域。本发明实现方法为：建立探测器着陆动力学方程；计算探测器与行星表面障碍的碰撞概率；兼顾燃耗性能、行星着陆的不确定性及行星表面存在障碍的复杂地形条件，构建行星探测着陆轨迹综合优化问题；求解所述的行星探测着陆轨迹综合优化问题，兼顾燃耗性能、行星着陆的不确定性及行星表面存在障碍的复杂地形条件，完成行星探测着陆轨迹综合优化，实现安全精确着陆。此外，在碰撞概率计算中，对存在不确定性条件下障碍对探测器的威胁程度的描述更为准确；通过对碰撞概率公式简化，在保证精度的前提下降低计算量，提高优化速度。
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公开(公告)号：CN107621829B
公开(公告)日：2020-04-21
申请号：CN201710844211.7
申请日：2017-09-19
申请人： 北京理工大学
IPC分类号： G05D1/10
摘要： 本发明公开的一种行星着陆障碍规避的安全区膨胀制导方法，属于深空探测领域。本发明首先定义着陆点固联坐标系和误差椭球主轴坐标系；在着陆点固联坐标系下建立着陆动力学方程；根据探测器位置误差nσ椭球确定椭球膨胀安全区，计算探测器相对障碍的安全距离指标值；基于探测器状态和探测器相对障碍的安全距离指标值构建李雅普诺夫函数，利用李雅普诺夫稳定性原理设计障碍规避制导律，利用加速度指令a控制探测器着陆轨迹，降低行星表面多扰动、不确知环境对探测器障碍规避制导的影响，对行星表面障碍进行有效规避，实现自主安全精确着陆。本发明求取的控制加速度指令为解析形式，不含积分等复杂运算，满足在线反馈控制实时性要求，有利于工程应用。
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公开(公告)号：CN108279011A
公开(公告)日：2018-07-13
申请号：CN201810088128.6
申请日：2018-01-30
申请人： 北京理工大学
摘要： 本发明公开的行星探测着陆轨迹综合优化方法，涉及行星着陆轨迹优化方法，属于深空探测领域。本发明实现方法为：建立探测器着陆动力学方程；计算探测器与行星表面障碍的碰撞概率；兼顾燃耗性能、行星着陆的不确定性及行星表面存在障碍的复杂地形条件，构建行星探测着陆轨迹综合优化问题；求解所述的行星探测着陆轨迹综合优化问题，兼顾燃耗性能、行星着陆的不确定性及行星表面存在障碍的复杂地形条件，完成行星探测着陆轨迹综合优化，实现安全精确着陆。此外，在碰撞概率计算中，对存在不确定性条件下障碍对探测器的威胁程度的描述更为准确；通过对碰撞概率公式简化，在保证精度的前提下降低计算量，提高优化速度。
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公开(公告)号：CN108196449A
公开(公告)日：2018-06-22
申请号：CN201711433110.7
申请日：2017-12-26
申请人： 北京理工大学
IPC分类号： G05B13/04
摘要： 本发明公开的最优着陆轨迹设计的协变量初值确定方法，属于深空探测领域。本发明实现方法如下：建立小天体固联坐标系并建立相应的探测器着陆动力学方程；将小天体最优着陆轨迹设计问题转化为最优控制问题及相应两点边值问题，定义为问题1；对问题1进行近似，将对问题1近似后的问题定义为问题2；求解问题2中协变量初始时刻值λr2(t0),λv2(t0)，以问题2的协变量初始时刻值λr2(t0),λv2(t0)作为问题1的协变量初始时刻值λr1(t0),λv1(t0)的迭代初值设置，并由问题1的协变量初始时刻值λr1(t0),λv1(t0)的迭代初值设置λr2(t0),λv2(t0)确定问题1的协变量初始时刻值λm1(t0)的迭代初值设置，即为最优着陆轨迹设计的协变量初始时刻值的迭代初值设置。本发明能够避免由于初值设置不当而造成相应的两点边值问题不易求解的缺陷。
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公开(公告)号：CN105547287A
公开(公告)日：2016-05-04
申请号：CN201610045428.7
申请日：2016-01-22
申请人： 北京理工大学
摘要： 本发明涉及一种不规则天体导航视线信息提取方法，特别涉及一种小天体探测导航视线信息提取方法，属于小天体探测领域。本发明方法的主要步骤包括：一、提取导航图像中目标小天体的边缘轮廓；二、利用自适应方法去除伪边缘信息；三、对去除伪边缘信息的小天体边缘轮廓进行椭圆拟合；四、基于椭圆拟合结果提取目标小天体视线信息。本发明方法受光照、相机拍摄角度和目标小天体自旋影响较小，能够有效提高小天体导航视线信息提取的精度和稳定性，且无需精确的形状模型，适用范围广；本方法提出的自适应伪边缘去除方法能有效去除目标小天体明暗交界，以及小天体表面地形遮挡所致的伪边缘信息，保障椭圆拟合及视线信息提取的精度和可靠性。
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