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基于双目视觉的空间近距离交会半物理仿真系统
被引量：
5
1
作者
杜晓东
高学海
+2 位作者
徐文福
梁斌
李成
《仪器仪表学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2014年第6期1282-1291,共10页
针对双目视觉引导下的航天器近距离自主交会接近,提出了一种经济有效、合理可行的半物理仿真系统,来验证其中的特征识别、位姿解算、导航制导与控制等关键算法。该系统利用计算机图形学技术建立了航天器交会接近的三维场景,并通过透视...
针对双目视觉引导下的航天器近距离自主交会接近,提出了一种经济有效、合理可行的半物理仿真系统,来验证其中的特征识别、位姿解算、导航制导与控制等关键算法。该系统利用计算机图形学技术建立了航天器交会接近的三维场景,并通过透视投影生成了双目交会相机的模拟图像。采用真实的物理相机对景物模拟器显示的图像进行拍摄,从而将真实的成像过程引入了仿真闭环。通过实验验证了该仿真方法的有效性。
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关键词
位姿测量
半物理仿真
双目视觉
扩展投影模型
近距离交会
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职称材料
航天器近距离交会斜滑制导算法
被引量：
4
2
作者
梁立波
罗亚中
唐国金
《国防科技大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2009年第5期125-129,共5页
提出了满足测量视场、最小脉冲间隔、最大脉冲受限等约束的燃料最省的航天器近距离交会多脉冲斜滑制导算法。建立了近距离交会(接近和撤离)多脉冲斜滑制导算法的统一数学模型;提出了理想交会轨道距离和速率的指数函数变化关系,使得算法...
提出了满足测量视场、最小脉冲间隔、最大脉冲受限等约束的燃料最省的航天器近距离交会多脉冲斜滑制导算法。建立了近距离交会(接近和撤离)多脉冲斜滑制导算法的统一数学模型;提出了理想交会轨道距离和速率的指数函数变化关系,使得算法能够实现任意时间的近距离交会,同时满足接近操作减速和撤离过程加速的任务要求;设计了对数函数映射法进行脉冲寻优。最后通过接近段和撤离段的操作仿真算例进行验证,仿真结果表明,相比最优化方法,对数函数映射法以较小的计算量实现了较好的寻优效果;算法能够以较省的燃料消耗实现轨道面内任意方向、任意时间内满足约束的近距离交会。
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关键词
近距离交会
多脉冲斜滑制导
约束
燃料最省
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职称材料
采用改进NMPC方法的气浮卫星模拟器控制研究
3
作者
徐翎峰
陈丹鹤
+1 位作者
王创歌
廖文和
《无人系统技术》
2024年第5期78-90,共13页
随着航天技术的发展,微纳卫星在交会对接、绕飞等任务中的应用越来越广泛。然而,微纳卫星在执行上述任务时,对控制精度有较高需求,同时星载平台功耗低、算力有限,难以部署优化控制方法。针对这一问题,开展了微纳卫星近距离抵近绕飞对接...
随着航天技术的发展,微纳卫星在交会对接、绕飞等任务中的应用越来越广泛。然而,微纳卫星在执行上述任务时,对控制精度有较高需求,同时星载平台功耗低、算力有限,难以部署优化控制方法。针对这一问题,开展了微纳卫星近距离抵近绕飞对接的地面仿真控制研究。首先,设计了一套地面气浮台仿真系统,包含配备八个微推力器的气浮卫星模拟器,能够实现实时姿轨协同控制。其次,针对直线抵近、凝视绕飞和交会对接等机动任务,采用基于约束感知粒子滤波的改进模型预测控制器建立优化问题,设计了推力饱和等多种性能约束以及姿态指向等任务约束。随后,通过蒙特卡罗采样方法对非线性优化问题进行求解,避免了传统非线性模式预测控制易于局部收敛的问题。最后,通过仿真与实物验证,对所设计的控制算法进行了性能测试。实验结果表明,所设计的优化控制算法对计算资源的消耗较低,可在低功耗星载计算机上以2 Hz实时输出控制指令,该方法可以实现对目标的精确抵近、绕飞及高精度对接,其中位置控制误差为0.0078 m,姿态控制误差为0.62°,与传统控制算法相比精度得到了明显提升。该研究为星载平台部署优化控制算法提供了一种有效解决方案,具有较高的工程应用价值。
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关键词
微纳卫星
气浮模拟器
近距离交会对接
约束感知粒子滤波
非线性模型预测控制
姿轨控制
多约束
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职称材料
多冲量近程交会最优化模型
被引量：
1
4
作者
涂良辉
袁建平
+1 位作者
罗建军
方群
《中国空间科学技术》
EI
CSCD
北大核心
2010年第2期55-60,共6页
文章基于Lawden方程对椭圆参考轨道的近程最优交会问题进行了研究,并提出了一种混合遗传算法求解最优近程交会问题。首先在一定假设条件下给出了目标在椭圆参考轨道的近距离相对运动模型——Lawden方程,构建了多脉冲最优交会问题模型并...
文章基于Lawden方程对椭圆参考轨道的近程最优交会问题进行了研究,并提出了一种混合遗传算法求解最优近程交会问题。首先在一定假设条件下给出了目标在椭圆参考轨道的近距离相对运动模型——Lawden方程,构建了多脉冲最优交会问题模型并进行了理论分析。性能指标选为轨道交会过程中燃料消耗和时间消耗加权最小的多目标优化指标,优化参数为脉冲大小和脉冲施加时刻,终端状态受到相对位置和相对速度的约束。然后介绍了具有较强全局和局部寻优能力的混合遗传算法。最后以四脉冲为例进行仿真计算。仿真结果表明,是否考虑第一次脉冲位置,总燃料消耗变化不明显。因此,追踪航天器一旦捕获到目标信息即可施加第一次脉冲。仿真结果还证明了混合遗传算法在求解最优交会问题时的有效性。因此,混合遗传算法对基于Lawden方程的椭圆参考轨道近程最优交会问题的求解可行。
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关键词
近程交会
多目标优化
Lawden方程
混合遗传算法
航天器
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职称材料
题名
基于双目视觉的空间近距离交会半物理仿真系统
被引量：
5
1
作者
杜晓东
高学海
徐文福
梁斌
李成
机构
深圳航天东方红海特卫星有限公司
哈尔滨工业大学航天学院
哈尔滨工业大学深圳研究生院
出处
《仪器仪表学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2014年第6期1282-1291,共10页
基金
国家自然科学基金(61305112)资助项目
文摘
针对双目视觉引导下的航天器近距离自主交会接近,提出了一种经济有效、合理可行的半物理仿真系统,来验证其中的特征识别、位姿解算、导航制导与控制等关键算法。该系统利用计算机图形学技术建立了航天器交会接近的三维场景,并通过透视投影生成了双目交会相机的模拟图像。采用真实的物理相机对景物模拟器显示的图像进行拍摄,从而将真实的成像过程引入了仿真闭环。通过实验验证了该仿真方法的有效性。
关键词
位姿测量
半物理仿真
双目视觉
扩展投影模型
近距离交会
Keywords
pose
measurement
semi-physical
simulation
binocular
vision
extended
projection
model
close
-
range
rendezvous
分类号
TP24 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
TH75 [自动化与计算机技术—控制科学与工程]
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职称材料
题名
航天器近距离交会斜滑制导算法
被引量：
4
2
作者
梁立波
罗亚中
唐国金
机构
国防科技大学航天与材料工程学院
出处
《国防科技大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2009年第5期125-129,共5页
基金
国家自然科学基金资助项目(10902121)
中国博士后科学基金资助项目(20090450210)
国防科技大学科研计划项目(JC09-01-01)
文摘
提出了满足测量视场、最小脉冲间隔、最大脉冲受限等约束的燃料最省的航天器近距离交会多脉冲斜滑制导算法。建立了近距离交会(接近和撤离)多脉冲斜滑制导算法的统一数学模型;提出了理想交会轨道距离和速率的指数函数变化关系,使得算法能够实现任意时间的近距离交会,同时满足接近操作减速和撤离过程加速的任务要求;设计了对数函数映射法进行脉冲寻优。最后通过接近段和撤离段的操作仿真算例进行验证,仿真结果表明,相比最优化方法,对数函数映射法以较小的计算量实现了较好的寻优效果;算法能够以较省的燃料消耗实现轨道面内任意方向、任意时间内满足约束的近距离交会。
关键词
近距离交会
多脉冲斜滑制导
约束
燃料最省
Keywords
close
range
rendezvous
multi-impulse
glideslope
guidance
constraints
fuel
economy
分类号
V448.23 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
采用改进NMPC方法的气浮卫星模拟器控制研究
3
作者
徐翎峰
陈丹鹤
王创歌
廖文和
机构
南京理工大学机械工程学院
出处
《无人系统技术》
2024年第5期78-90,共13页
文摘
随着航天技术的发展,微纳卫星在交会对接、绕飞等任务中的应用越来越广泛。然而,微纳卫星在执行上述任务时,对控制精度有较高需求,同时星载平台功耗低、算力有限,难以部署优化控制方法。针对这一问题,开展了微纳卫星近距离抵近绕飞对接的地面仿真控制研究。首先,设计了一套地面气浮台仿真系统,包含配备八个微推力器的气浮卫星模拟器,能够实现实时姿轨协同控制。其次,针对直线抵近、凝视绕飞和交会对接等机动任务,采用基于约束感知粒子滤波的改进模型预测控制器建立优化问题,设计了推力饱和等多种性能约束以及姿态指向等任务约束。随后,通过蒙特卡罗采样方法对非线性优化问题进行求解,避免了传统非线性模式预测控制易于局部收敛的问题。最后,通过仿真与实物验证,对所设计的控制算法进行了性能测试。实验结果表明,所设计的优化控制算法对计算资源的消耗较低,可在低功耗星载计算机上以2 Hz实时输出控制指令,该方法可以实现对目标的精确抵近、绕飞及高精度对接,其中位置控制误差为0.0078 m,姿态控制误差为0.62°,与传统控制算法相比精度得到了明显提升。该研究为星载平台部署优化控制算法提供了一种有效解决方案,具有较高的工程应用价值。
关键词
微纳卫星
气浮模拟器
近距离交会对接
约束感知粒子滤波
非线性模型预测控制
姿轨控制
多约束
Keywords
Micro/nano
Satellite
Air
Float
Simulator
close
-
range
rendezvous
and
Docking
Con⁃straint-aware
Particle
Filtering
Nonlinear
Model
Predictive
Control
Attitude
and
Orbit
Control
Multiple
Constraints
分类号
V412.4 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
V416
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职称材料
题名
多冲量近程交会最优化模型
被引量：
1
4
作者
涂良辉
袁建平
罗建军
方群
机构
西北工业大学航天学院
中航工业洪都飞机设计研究所
出处
《中国空间科学技术》
EI
CSCD
北大核心
2010年第2期55-60,共6页
文摘
文章基于Lawden方程对椭圆参考轨道的近程最优交会问题进行了研究,并提出了一种混合遗传算法求解最优近程交会问题。首先在一定假设条件下给出了目标在椭圆参考轨道的近距离相对运动模型——Lawden方程,构建了多脉冲最优交会问题模型并进行了理论分析。性能指标选为轨道交会过程中燃料消耗和时间消耗加权最小的多目标优化指标,优化参数为脉冲大小和脉冲施加时刻,终端状态受到相对位置和相对速度的约束。然后介绍了具有较强全局和局部寻优能力的混合遗传算法。最后以四脉冲为例进行仿真计算。仿真结果表明,是否考虑第一次脉冲位置,总燃料消耗变化不明显。因此,追踪航天器一旦捕获到目标信息即可施加第一次脉冲。仿真结果还证明了混合遗传算法在求解最优交会问题时的有效性。因此,混合遗传算法对基于Lawden方程的椭圆参考轨道近程最优交会问题的求解可行。
关键词
近程交会
多目标优化
Lawden方程
混合遗传算法
航天器
Keywords
close
-
range
rendezvous
Multi-objective
optimization
Lawdenrs
equations
Hybrid
genetic
algorithm
Spacecraft
分类号
O225 [理学—运筹学与控制论]
下载PDF
职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于双目视觉的空间近距离交会半物理仿真系统
杜晓东
高学海
徐文福
梁斌
李成
《仪器仪表学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2014
5
下载PDF
职称材料
2
航天器近距离交会斜滑制导算法
梁立波
罗亚中
唐国金
《国防科技大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2009
4
下载PDF
职称材料
3
采用改进NMPC方法的气浮卫星模拟器控制研究
徐翎峰
陈丹鹤
王创歌
廖文和
《无人系统技术》
2024
0
下载PDF
职称材料
4
多冲量近程交会最优化模型
涂良辉
袁建平
罗建军
方群
《中国空间科学技术》
EI
CSCD
北大核心
2010
1
下载PDF
职称材料
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