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公开(公告)号：CN112069684B
公开(公告)日：2022-09-09
申请号：CN202010938178.6
申请日：2020-09-09
Applicant: 北京理工大学
IPC: G06F30/20 , G06F30/15 , G06F111/04
Abstract: 本发明公开的不规则小天体表面软着陆可达区求解方法，属于深空探测技术领域。本发明实现方法为：针对不规则形状下非定点软着陆轨迹优化过程中终端位置约束不连续问题，通过建立着陆位置质心距映射函数，并引入不规则表面相对质心距，对非定点着陆终端位置变量进行有效约束，从而优化得到给定条件下软着陆所需最小燃耗及对应的着陆点；以该点为中心划分若干求解方向，将可达区求解问题转换为一系列固定方向上的最远边界优化问题；通过求解每个方向上的零点搜索问题得到相应的最远边界，进而生成不规则小天体表面软着陆可达区。本发明能够降改善可达区求解过程中优化问题的收敛性，低求解维度，减少约束条件，提高求解效率。
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公开(公告)号：CN115016512A
公开(公告)日：2022-09-06
申请号：CN202210416815.2
申请日：2022-04-20
Applicant: 北京理工大学
IPC: G05D1/06
Abstract: 本发明公开的基于动态窗口算法的小天体表面附着轨迹规划方法，属于深空探测器自主规划技术领域。本发明实现方法如下：建立着陆坐标系下的探测器动力学方程，将探测器的运动特性在着陆坐标系上的三个方向进行分析。根据探测器的机动性能计算探测器在单位时间内的运动窗口，即探测器的速度矢量集合，对速度集中的每一个速度进行轨迹模拟。设定评价函数评价集合中每一轨迹的得分，包括目标位置距离得分、障碍物距离得分和速度方向得分，选择最优的轨迹并记录其加速度、速度和位置。重复迭代直至探测器到达目标着陆点。本发明具有规划效率高、精度高、灵活性高、适应性高、可靠性高的优点，能够提高着陆的实时性、精确性和安全性，节省探测器燃料。
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公开(公告)号：CN112329141B
公开(公告)日：2022-05-24
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：CN114485672A
公开(公告)日：2022-05-13
申请号：CN202210102510.4
申请日：2022-01-27
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明公开的小天体附着的面状探测器耦合约束轨迹规划方法，属于深空探测技术领域。本发明实现方法为：通过选取面状探测器附着过程中的姿轨状态量及推力器控制量为优化变量，将敏感器视场约束、推力器控制约束以及探测器整体姿态约束描述为对优化变量的约束函数，根据附着燃耗及平稳性需求设计性能指标函数，将面状探测器附着轨迹规划问题建模为姿轨一体优化问题；通过优化求解器，求解所建模的优化问题，得到最优附着轨迹及相应控制序列；针对优化求解器输出的附着轨迹与控制序列间的匹配误差，设计误差反馈项修正优化所得控制量，得到精确匹配的面状探测器附着轨迹及推力器控制序列，进而使面状探测器按优化目标实现高精度低燃耗平稳附着。
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公开(公告)号：CN112947533B
公开(公告)日：2022-03-22
申请号：CN202110400843.0
申请日：2021-04-14
Applicant: 北京理工大学
IPC: G05D1/08
Abstract: 本发明涉及一种复杂小天体表面移动序列轨迹规划方法，属于深空探测技术领域。本发明的目的是为了解决现有技术规划的运动路径存在安全隐患的问题，针对现有技术中的小天体表面弹跳移动探测器的路径规划和轨迹优化方法，没有考虑存在参数不确定性和误差时弹跳探测器与地形障碍的碰撞概率，导致影响探测器运动的安全性和准确性，提出一种复杂小天体表面移动序列轨迹规划方法，该方法在轨迹规划时考虑初始状态误差和动力学模型的参数不确定性，得到连续优化弹跳轨迹，然后基于规划的轨迹并考虑探测器位置不确定性的影响，计算探测器与地形障碍的碰撞概率，通过优化运动路径点降低碰撞概率，从而实现障碍规避以及探测器的安全和精确移动。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN110659829B
公开(公告)日：2021-12-31
申请号：CN201910903762.5
申请日：2019-09-24
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明涉及一种自主航天器未执行规划序列资源异常检测及修复方法，属于航天器自主任务规划修复技术领域。本发明在航天器任务规划序列的执行阶段，对给出的航天器未执行规划序列，粗略估计序列中动作对不同资源的消耗总量，确定并记录不同资源首次出现异常的时间，明确资源修复的终点时刻。对不同的异常资源，在其首次出现异常之前，采用基于状态回退的任务规划修复方法寻找并确定资源修复动作序列，记录所有可行的修复方案，并在其中挑选资源消耗总和最小的方案。最后，为了与原未执行规划序列整合，在上述方案后添加资源补给动作以及回归动作序列，并适当调整动作的开始时间，即为最终可行的无资源异常的任务规划序列。
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公开(公告)号：CN113722958A
公开(公告)日：2021-11-30
申请号：CN202111002679.4
申请日：2021-08-30
Applicant: 北京理工大学
IPC: G06F30/23 , G01V7/00 , G06F119/14
Abstract: 本发明公开的一种不规则形状小天体引力场高效建模方法，属于航空航天技术领域。本发明实现方法为：选定建模任务区，对任务区域内整个空间离散化处理，离散为一系列微小三棱锥空间；通过计算顶点处的二体引力加速度并与标称引力加速度作差，获取顶点处的引力场残差数据；通过重心插值获得三棱锥内部区域的引力场残差线性表达形式；对任务区域内全部的三棱锥遍历计算，将引力场残差数据转化为网格判断约束与线性插值形式；将引力场参数与二体引力加速度求和，得到基于网格判断的局部线性引力场模型；通过迭代给定该线性引力场的空间离散尺度，获得满足精度要求的小行星附近局部引力场模型。本发明能够在满足任务需求下显著提升引力场建模的效率。
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公开(公告)号：CN112241177B
公开(公告)日：2021-11-23
申请号：CN202011233441.8
申请日：2020-11-06
Applicant: 北京理工大学
IPC: G05D1/08
Abstract: 本发明公开的基于时间线状态路标的启发式航天器任务规划方法，属于航空航天技术领域。本发明实现方法为：根据子系统内部约束特点，综合考虑航天器结构、任务需求、设备状态和航天器能力四项因素，对航天器的构成、资源、分系统功能以及需要满足的各种约束条件进行描述。针对航天器系统约束复杂的特点，利用状态之间的约束关系建立状态评价图。同时，根据状态评价图获取状态路标集合并构建启发式信息，根据启发式排序结果引导规划搜索方向，输出最终的基于时间线状态路标的启发式航天器任务规划求解结果，即完成航天器任务规划，缩减搜索空间，提高任务规划效率，进而保证航天器任务执行的成功率。
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公开(公告)号：CN113435495A
公开(公告)日：2021-09-24
申请号：CN202110701246.1
申请日：2021-06-23
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明公开的行星着陆协同导航特征匹配方法，属于深空探测领域。本发明实现方法为：协同探测的导航相机A和B同时对目标区域定向拍摄，分别检测图像中的导航特征边缘点集和光照方向；利用协同导航图像光照方向不变的特点，计算两幅图像间的旋转角，恢复图像旋转变换；基于检测的边缘点集，计算图像IA所有导航特征边缘点集PA与图像IB经过旋转后的所有导航特征边缘点集PB'在图像u和v方向的缩放系数；解算两幅图像缩放系数，对旋转后的图像进行缩放恢复；旋转缩放后，遍历两幅图像中导航特征边缘点集的相似度距离，得到相似度距离最小的一对导航特征，利用全局匹配的导航特征中心点计算图像变换的单应性矩阵T，实现导航特征匹配。
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公开(公告)号：CN112269390B
公开(公告)日：2021-09-21
申请号：CN202011099994.9
申请日：2020-10-15
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明公开的考虑弹跳的小天体表面定点附着轨迹规划方法，属于深空探测技术领域。本发明实现方法为：使用深度确定性策略梯度算法，根据探测器初始状态的可行空间训练智能体，进而对探测器的碰撞前的姿态信息进行规划；为了降低训练难度，将定点附着任务分为接近段和制动段两个阶段分别训练智能体；根据探测器当前的状态，使用训练好的智能体给出探测器每次碰撞前的姿态信息，并使用滑模控制方法求解控制力矩，使得探测器碰撞前的姿态调整到期望值，从而使探测器实现期望的弹跳轨迹，完成探测器到小天体表面目标点的精确附着。本发明通过对探测器与小天体表面碰撞前的姿态序列进行规划，解决小天体表面精确附着的弹跳轨迹规划问题。
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