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公开(公告)号：CN111762341A
公开(公告)日：2020-10-13
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：CN111652896A
公开(公告)日：2020-09-11
申请号：CN202010474551.7
申请日：2020-05-29
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明公开的惯导辅助陨石坑由粗到精检测方法，属于深空探测技术领域。本发明实现方法为：基于明暗区域信息实现陨石坑图像特征边缘粗提取。利用快速傅里叶变换搜索模板与图像特征的匹配度，从而实现图像特征所在区域粗定位。通过引入惯性测量信息计算图像间重叠面积，更新模板形状，并预测搜索区域。在单一陨石坑所在区域内实现其精细检测，从而感知着陆区域形貌信息，保证着陆器精确安全着陆。本发明能够解决序列图像特征间仿射变换及信息冗余带来的特征无法检测和识别效率低的困难。本发明不仅适用于行星着陆及小天体探测任务中，也适用于月球探测任务。
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公开(公告)号：CN107491310B
公开(公告)日：2020-08-21
申请号：CN201710701350.4
申请日：2017-08-15
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明公开的一种深空探测自主任务规划约束推理的自动编码方法，属于航天深空探测技术领域。本发明在建立深空探测器系统模型文件基础上，分析模型特点，将多种谓词类型统一转化为二元谓词，并提取谓词中的变量构成待选变量集；将动作中的变量与待选变量集匹配筛选，建立描述该动作的表约束的表头，考察该动作的因果关系，将表头中不变变量合并；通过将表头实例化，完成该动作表约束的构建；将所有动作转化表约束，实现将深空探测器系统模型自动编码为约束形式，用于约束推理。本发明能够克服现有深空任务模型中动作关系复杂，手动编码工作量大，信息输入输出不方便，后期难以移植维护等缺点，提高深空探测器自主任务规划的效率，满足实时性要求。
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公开(公告)号：CN111332498A
公开(公告)日：2020-06-26
申请号：CN202010211813.0
申请日：2020-03-24
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明涉及一种小行星平衡点悬停探测常推力阈值控制方法，属于深空探测器控制领域。本发明根据小天体探测器的动力学模型，求得小天体平衡点的具体位置，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位置阈值与速度阈值，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，根据动力学模型对T秒后探测器的状态进行预测，同时设置当前时刻的阈值和T秒后的阈值，只有探测器的状态同时超出两个阈值发动机才开始工作，进而将探测器保持在平衡点处标称悬停轨道上，即小天体平衡点悬停探测常推力阈值控制方法。
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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
Applicant: 北京理工大学
IPC: G05D1/10
Abstract: 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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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN110686683A
公开(公告)日：2020-01-14
申请号：CN201911057919.3
申请日：2019-11-01
Applicant: 北京理工大学
IPC: G01C21/24
Abstract: 本发明公开的基于不均匀膨胀椭球的行星着陆轨迹在线优化方法，属于深空探测技术领域。本发明针对天体表面复杂地形地貌，结合探测器当前位置与速度估计误差，在位置空间建立不均匀膨胀椭球模型；结合得到的不均匀膨胀椭球模型，根据星上障碍检测结果，计算动态空间裕度与最大危险方向矢量，实现对着陆风险的实时评估；根据动态空间裕度与最大危险方向矢量，形成着陆轨迹优化问题，通过模型预测控制方法，在滚动时域上对该问题进行求解，生成下降轨迹，从而在保证星上计算效率的前提下，提高探测器在状态不确定条件下对障碍的规避能力，完成安全精确着陆目标。本发明能够实现行星着陆轨迹的在线优化，提高探测器在行星着陆过程中的安全性。
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公开(公告)号：CN110466805A
公开(公告)日：2019-11-19
申请号：CN201910882457.2
申请日：2019-09-18
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明公开的基于优化制导参数的小行星着陆制导方法，属于深空探测技术领域。本发明实现方法如下：建立着陆点坐标系下探测器的动力学方程；将探测器的运动在着陆点坐标系的三个方向上进行分析，得到各方向上探测器的位置、速度、加速度与时间的关系式；基于探测器运动关系式，建立制导参数与初始状态的函数关系式，采用参数估计的方法求出函数关系式中系数m、a、b的值，此函数关系式即为制导参数的优化选取公式；将三个方向上制导参数的优化选取公式分别代入探测器各方向上位置、速度、加速度与时间的关系式，结合动力学方程，得三个方向上基于优化制导参数的小行星着陆制导律；通过所述制导律进行小行星软着陆制导，提高小行星着陆制导效率。
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公开(公告)号：CN109669354A
公开(公告)日：2019-04-23
申请号：CN201811373845.X
申请日：2018-11-19
Applicant: 北京理工大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开的状态空间下快速高效的航天器自主任务规划修复方法，属于航空航天技术领域。本发明针对原有航天器任务规划结果，采用状态回退的方法得到航天器不同时刻的回退目标状态；根据任务执行失败时的航天器状态与某一时刻的回退目标状态之间的谓词组成差异，对回退目标状态进行约简，获得新的回退目标状态；采用后向搜索策略，得到不含时间信息的初步任务规划修复解；为确保该初步解与回退目标状态之间不发生冲突，模拟执行并判断结果的一致性；对模拟执行结果一致的初步任务规划修复解，进行时间调度即能够获得带有时间信息的航天器自主任务规划修复方案。本发明具有计算量小、计算速度快、算法实现简单高效的优点。
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公开(公告)号：CN105844046B
公开(公告)日：2019-02-19
申请号：CN201610218860.1
申请日：2016-04-08
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明涉及一种复杂地形安全度评估方法，尤其涉及一种基于安全因子的复杂地形安全度评估方法，属于深空探测技术领域。一种基于安全因子的复杂地形安全度评估方法，通过提出安全因子的概念，并将之具体化后应用在复杂地形安全度评估问题中，为复杂地形着陆任务安全性的考察提供了一种量化方法，进一步将评估结果进行等级划分，得到复杂地形的安全度。通过对安全因子具体形式的调整，该方法可被广泛应用到各类行星着陆任务的前期任务规划设计以及任务执行过程中，起到规避障碍、提高着陆性能、降低失败风险等作用。
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公开(公告)号：CN109341725A
公开(公告)日：2019-02-15
申请号：CN201811485798.8
申请日：2018-12-06
Applicant: 北京理工大学
IPC: G01C25/00
Abstract: 本发明公开的行星接近段导航性能快速评估方法，属于深空探测技术领域。本发明实现方法如下：建立探测器在B平面坐标系下的简化状态方程，以及观测量相对探测器在B平面坐标系下状态的观测方程，通过线性误差协方差分析快速计算导航系统的误差协方差，利用误差协方差评估导航系统精度，从而实现对行星接近段导航性能进行快速评估。本发明能够对行星接近段导航性能进行快速评估，且能够直观地评估导航误差，具有评估效率高的优点。本发明能够为行星探测任务接近段导航方案设计提供技术支持和参考，解决相关工程问题。
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