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公开(公告)号：CN114115308B
公开(公告)日：2023-02-17
申请号：CN202111335969.0
申请日：2021-11-12
Applicant: 北京理工大学
IPC: G05D1/08
Abstract: 本发明公开的一种引力波探测航天器姿态自主规划方法，属于航空航天技术领域。本发明实现方法为：根据引力波探测任务的轨道与姿态强耦合特性，构建带有终端状态强非线性约束的时间最省姿态规划问题；在该问题中，应用曲线拟合技术将终端状态约束拟合为时间与四元数的多项式函数；通过引入增广变量将该问题转化为带有矩阵约束的QCQP问题；使用半正定约束对该矩阵约束进行松弛，在性能指标中额外引入惩罚项对该约束的松弛程度进行最小化，得到一个近似凸优化问题；通过迭代求解该问题，获得原问题的最优姿态机动序列。本发明能够在保证建模真实、求解鲁棒的前提下，提高姿态规划效率，解决引力波探测任务姿态规划应用相关技术问题。
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公开(公告)号：CN115342802A
公开(公告)日：2022-11-15
申请号：CN202210996854.4
申请日：2022-08-19
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明公开的一种地外天体表面自主作业光学导航特征规划优选方法，属于自主导航领域。本发明实现方法为：在相机采样时间间隔下，依据规划的探测器轨迹和姿态，结合相机参数计算出对应时刻下光学相机可见视场范围；考虑探测器位置和姿态的不确定度，与相机视场范围公式结合，得到视场范围不确定区域，取不确定区域的交集区域，得到当前时刻用于导航特征选取的预估视场范围；在探测任务开始前，以Cramér‑Rao下界为性能指标，对序列预估视场范围内光学导航特征进行优化选取，得到满足地外天体表面自主作业的光学导航特征。根据本发明规划优选的导航特征点进行导航，消除探测器位置和姿态不确定度对导航性能的影响，提高自主作业导航的鲁棒性和效率。
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公开(公告)号：CN115309057A
公开(公告)日：2022-11-08
申请号：CN202211095271.0
申请日：2022-09-05
Applicant: 北京理工大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开的行星表面复杂地形区安全着陆制导方法，属于深空探测技术领域。本发明实现方法为：建立探测器在行星着陆点固连坐标系下的动力学方程；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。将传统的多滑模控制律和碰撞概率结合，设计三轴相对位置向量作为第一滑模面，通过选择多幂次形式趋近律提高所述滑模面的收敛速度，利用趋近律设计融入碰撞概率的第二滑模面；利用李雅普诺夫函数构建具有解析形式的制导律，基于所述制导律实现碰撞概率多滑模制导，利用求取的加速度控制探测器着陆轨迹，降低探测器状态不确定性条件对探测器障碍规避控制的影响，进而保证在行星表面复杂地形区域安全着陆。
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公开(公告)号：CN109543284B
公开(公告)日：2022-10-04
申请号：CN201811380831.0
申请日：2018-11-20
Applicant: 北京理工大学
IPC: B64G1/24
Abstract: 本发明公开的基于Kriging空间插值的火星大气进入段最优制导方法，属于深空探测技术领域。本发明的实现方法为：确定纵向运动的动力学模型和大气进入段开伞条件；基于所述的确定纵向运动的动力学模型和大气进入段开伞条件，进行离线轨迹优化，获得最优轨迹和最优轨迹对应的制导指令；采用Kriging空间插值法，对获得的最优轨迹和最优轨迹对应的制导指令进行在线插值，生成在线制导指令，通过在线制导指令保证末端位置精度的同时，最大限度地提高末端高度，从而为后续的下降和着陆任务相关操作提供更大的时间裕度，保证火星着陆探测任务的安全实施。本发明具有在线计算效率高的优点。
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公开(公告)号：CN114942030A
公开(公告)日：2022-08-26
申请号：CN202210625201.5
申请日：2022-06-02
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明公开的柔性着陆器多节点相对位姿估计方法，涉及柔性探测器附着小天体过程中协同导航各节点之间的相对位姿估计方法，属于深空探测领域。本发明实现方法为：在不同节点完成各自拍摄图像中陨石坑中心位置提取和不确定性求取，以及不同图像重合区域路标匹配基础上，考虑实际情况中各路标中心定位误差不确定性的特性，基于求取的各陨石坑路标的不确定性矩阵，通过奇异值分解构造用于解算两幅节点图像间加权单应性矩阵的不确定性加权矩阵；根据匹配确定的陨石坑路标对应关系，建立陨石坑中心坐标的加权单应关系方程；通过对加权单应性矩阵进行解析分解，根据权重分配加权估计柔性探测器不同节点间的相对位置和姿态，提高相对位置和姿态估计精度。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN113240174B
公开(公告)日：2022-08-16
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：CN114895700A
公开(公告)日：2022-08-12
申请号：CN202210353085.6
申请日：2022-04-06
Applicant: 北京理工大学
IPC: G05D1/10
Abstract: 本发明公开的本发明公开的带终端时间约束的进入飞行器阻力剖面规划方法，属于飞行器制导控制领域。本发明在满足常规进入终端约束和进入过程约束的基础上，基于分段线性阻力剖面建立终端时间与阻力剖面参数间的关系，通过所述终端时间与阻力剖面参数间的关系加入终端时间约束，即通过调整第一分段点对应的阻力加速度值D1值调整阻力剖面，使阻力剖面满足时间约束，进而实现带终端时间约束的进入飞行器阻力剖面规划，将经典阻力剖面方法的适用范围拓展至带终端时间约束的阻力剖面规划方法。参加协同任务的飞行器对满足终端时间约束的阻力加速度剖面进行跟踪，实现飞行器在相同时间抵达目标点。本发明具有易于实现且规划效率高的优点。
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公开(公告)号：CN113022898B
公开(公告)日：2022-05-17
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：CN114330012A
公开(公告)日：2022-04-12
申请号：CN202210005923.0
申请日：2022-01-05
Applicant: 北京理工大学
IPC: G06F30/20
Abstract: 本发明公开的基于机器学习的引力波探测链路故障快速诊断方法，属于深空探测技术领域。本发明通过构建双层神经网络，外层网络实现引力波探测链路控制故障区域的检测，内层网络实现引力波探测链路控制故障区域内具体故障参数的辨识，在快速进行引力波探测链路故障检测的同时保证故障检测的准确性；本发明通过使用先验数据训练得到双层网络引力波探测链路故障诊断模型，在应用网络结构模型时能够快速对引力波探测链路的故障区域及具体参数进行快速辨识和诊断。根据本发明得到的引力波探测链路控制系统故障快速诊断结果，实现引力波探测断链预警，进行星间链路控制系统的修复调整，从而维持引力波探测星间链路的稳定。
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公开(公告)号：CN113962119A
公开(公告)日：2022-01-21
申请号：CN202111019996.7
申请日：2021-09-01
Applicant: 北京理工大学
IPC: G06F30/23 , G01V7/00 , G06F119/14
Abstract: 本发明公开的形状不规则双小行星系统相互作用高精度高效率建模方法，属于航空航天技术领域。本发明实现方法为：建立主小行星复合引力场模型，复合引力场模型通过残差引力场的高效数值插值方法，提高相互作用建模效率；建立次小行星有限元模型，计算域元节点对于相应域元的插值系数；根据复合引力场模型，确定每一个域元节点在主小行星引力场中的引力场参数；基于插值系数和前述引力场参数，确定每一个次小行星域元受到主小行星的作用，通过域元叠加实现双小行星系统相互作用的快速建模；根据当前双小行星系统的状态进行相互作用快速建模，将建模结果代入运动学方程，获得下一时刻系统状态，从而预测双小行星系统演化的过程。
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