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公开(公告)号：CN116090215A
公开(公告)日：2023-05-09
申请号：CN202310026242.7
申请日：2023-01-09
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明公开的一种行星着陆自主光学导航陆标鲁棒优选方法，属于深空探测技术领域。本发明实现方法为：利用着陆器高度信息确定像平面投影到行星表面的尺度，根据几何关系推导出视场的四边形顶点表达式；利用视场顶点偏差与着陆器位姿误差相互关系，将位姿不确定性转换到视场顶点不确定性，利用误差椭圆描述视场顶点不确定性分布；筛选公切线交点构成的四边形区域即为着陆器位姿不确定性下的视场交集；利用标称轨迹和相机参数预估视场序列，结合视场交集获取方法得到视场交集序列，视场交集序列通过离线预估得到，减小着陆器星载计算量；利用导航系统可观测性建立陆标优选指标，对视场交集序列内陆标优化选取，减弱位姿不确定对选取陆标的影响。
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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：CN114111782A
公开(公告)日：2022-03-01
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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公开(公告)号：CN111846288B
公开(公告)日：2021-09-24
申请号：CN202010750835.4
申请日：2020-07-30
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明公开的不确定环境中下的小天体软着陆微分博弈控制方法，属于深空探测技术领域。本发明实现方法为：在目标小天体精确引力场模型未知的条件下，确定不规则弱引力场中的着陆器运动形式，采用状态误差传播方法设计虚拟移动目标着陆点，将不规则引力场对着陆器运动的不确定性影响转化为虚拟移动目标着陆点的随机运动；基于零和随机微分博弈设计着陆器的最优着陆控制策略，并根据所述控制最优着陆控制策略控制着陆器着陆，提高着陆器在小天体表面预定位置的着陆精度。
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公开(公告)号：CN115342802B
公开(公告)日：2025-03-04
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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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN118518097A
公开(公告)日：2024-08-20
申请号：CN202410303469.6
申请日：2024-03-18
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明公开的行星着陆光学导航多类型特征融合位姿估计方法，属于深空探测技术领域。本发明实现方法为：分别建立点特征、直线特征和二次曲线特征观测模型；对点特征观测模型进行齐次坐标变换，构建点特征位绝对姿估计方程，对点特征观测模型进行单应性变换构建点特征相对位姿估计方程；利用直线特征观测模型，构建直线特征绝对位姿估计方程及直线特征相对位姿估计方程；利用二次曲线特征观测模型，构建二次曲线特征绝对位姿估计方程和二次曲线特征相对位姿估计方程；分别构建多类型特征融合的绝对位姿方程和相对位姿估计方程，利用SVD方法求解得到导航相机绝对和相对位姿。本发明通过融合多类型特征充分利用观测特征信息，提高导航系统精度。
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公开(公告)号：CN112985420B
公开(公告)日：2022-08-23
申请号：CN202110232928.2
申请日：2021-03-01
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明涉及小天体附着光学导航特征递推优选方法，属于深空探测技术中自主导航领域。该方法在给定的相机采样时间间隔下，依据标称轨迹递推得到不同时刻下着陆器位置，利用相机参数计算出对应时刻下可见视场范围，得到一组序列可视范围；在附着开始阶段利用预估序列可视范围，以Cramér‑Rao下界为性能指标，实现对序列可视范围内光学导航特征的优化选取。本发明通过特征递推优化选取方法，降低星载计算机计算量，提高导航精度。
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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：CN111735459B
公开(公告)日：2022-03-22
申请号：CN202010689200.8
申请日：2020-07-15
Applicant: 北京理工大学
IPC: G01C21/24
Abstract: 本发明公开的小天体探测器间协同导航方法，属于深空探测技术领域。本发明实现方法为：建立小天体探测动力学模型，包括深空探测小天体的动力学模型和小天体探测协同探测器动力学模型。分别建立光学相机测量模型和探测器间测量模型，融合光学测量的角位置信息和探测器间的相对距离和速度信息，得到小天体探测协同导航测量模型。通过分析导航系统可观测性推导并建立可观测度优化指标，通过观测度优化指标评价导航系统的可观性，优化得到最优协同导航测量信息。根据小天体探测动力学模型、协同导航测量模型和优化之后的测量信息，采用导航滤波方法实现探测器状态的精确估计，提高协同探测自主导航精度。本发明能为深空探测协同导航信息优化提供支持。
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公开(公告)号：CN113483748A
公开(公告)日：2021-10-08
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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