时变指向约束下姿态参数空间离散化路径规划方法

1

作者 朱哲 徐瑞 +3 位作者 李朝玉 朱圣英 龙嘉腾 朱雷 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期352-365,共14页

为满足深空探测器在复杂动态环境约束下的姿态机动任务需求,解决时变指向约束下姿态路径规划求解困难、路径优化性能差的问题,提出了一种基于修正罗德里格斯参数(MRP)和动态路径搜索的姿态参数空间离散化路径规划方法。通过MRP空间的笛... 为满足深空探测器在复杂动态环境约束下的姿态机动任务需求,解决时变指向约束下姿态路径规划求解困难、路径优化性能差的问题,提出了一种基于修正罗德里格斯参数(MRP)和动态路径搜索的姿态参数空间离散化路径规划方法。通过MRP空间的笛卡尔网格划分和非奇异空间构建,实现航天器姿态的参数空间离散化和指向约束表征。考虑指向约束的时变动态特性,在三维动态空间中搜索初始到目标姿态的机动路径,并引入路径节点的时间特性,在约束冲突时对路径进行实时修正,设计非奇异空间时变约束路径搜索算法,生成执行路径节点序列。进一步,对生成的路径节点进行插值拟合,基于逆动力学方法计算角速度和控制力矩,完成姿态机动轨迹规划。仿真结果验证了该方法的有效性,可为深空探测器在时变指向约束下规划出姿态机动执行路径。 展开更多

关键词 航天器姿态规划 姿态参数离散化 时变指向约束 路径搜索算法

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利用单影像解析飞机姿态参数 被引量：2

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作者 惠广裕 吉宁 张建花 《电光与控制》 北大核心 2013年第2期53-56,共4页

利用单幅影像测量飞机的空间位置和姿态参数在飞行试验中有着广泛的应用。在经典摄影测量共线方程的基础上,提出了一种新的基于单幅影像求解位置和姿态参数的方法。该方法回避了机身标志点在机体坐标系与世界坐标系中的"对应"... 利用单幅影像测量飞机的空间位置和姿态参数在飞行试验中有着广泛的应用。在经典摄影测量共线方程的基础上,提出了一种新的基于单幅影像求解位置和姿态参数的方法。该方法回避了机身标志点在机体坐标系与世界坐标系中的"对应"性问题,利用"架桥"——摄影坐标系,使问题转化为机身标志点的像点坐标与机体坐标的对应运算关系。试验结果表明,此算法正确有效,在一些不适合安装多台摄像机的场合有着无法比拟的优势,不但节省了人力和物力,还提高了工作效率。 展开更多

关键词 飞行试验 共线方程 姿态参数 单幅影像 摄影测量

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自旋稳定卫星姿态参数的容错Kalman滤波 被引量：3

3

作者 胡绍林 黄刘生 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2003年第1期66-71,共6页

Kalman滤波是一组用递推关系给出的动态 测量系统状态向量的最优线性无偏滤波 ,它在航天测控领域中有广泛应用。以自旋稳定型卫星姿态确定为研究对象 ,探讨Kalman滤波算法的实现途径 ,并对Kalman滤波算法本身进行适当改进 ,建立一组对... Kalman滤波是一组用递推关系给出的动态 测量系统状态向量的最优线性无偏滤波 ,它在航天测控领域中有广泛应用。以自旋稳定型卫星姿态确定为研究对象 ,探讨Kalman滤波算法的实现途径 ,并对Kalman滤波算法本身进行适当改进 ,建立一组对测量数据野值点具有容错能力的修正型滤波算法 ;此外 。 展开更多

关键词 自旋稳定卫星 姿态参数 卡尔曼滤波 容错技术

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基于面部特征三角形的机车驾驶员头部姿态参数估计 被引量：3

4

作者 张万枝 王增才 徐俊凯 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期39-44,共6页

提出一种基于面部特征三角形的机车驾驶员头部姿态参数估计方法。首先利用Adaboost算法和扩展的Haar特征训练眼睛分类器,进行眼睛定位;然后在眼睛定位基础上提取嘴巴区域,根据图像H分量进行嘴巴精确定位;最后通过面部特征三角形构建和推... 提出一种基于面部特征三角形的机车驾驶员头部姿态参数估计方法。首先利用Adaboost算法和扩展的Haar特征训练眼睛分类器,进行眼睛定位;然后在眼睛定位基础上提取嘴巴区域,根据图像H分量进行嘴巴精确定位;最后通过面部特征三角形构建和推导3种头部姿势计算公式,根据特征三角形的位置变化进行头部姿态参数估计。实验表明:3种头部姿势能够准确描述头部姿态,且头部姿态参数估计仅与当前图像中嘴巴和眼睛的坐标有关,方法简单、快速。 展开更多

关键词 特征三角形 积分图 级联分类器 嘴巴定位 姿态参数估计

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基于姿态参数宽幅旋耕机作业监测方法研究 被引量：4

5

作者 先柯桦 《农机化研究》 北大核心 2021年第3期24-29,共6页

为进一步提高宽幅旋耕机的姿态监测精度与监测灵敏度,基于姿态参数监控理念对其作业姿态监测方法展开研究。基于宽幅旋耕机的田间作业特点与结构原理,以姿态监测的软件指令与硬件组成要素进行姿态角监测控制算法融合,建立基于姿态参数... 为进一步提高宽幅旋耕机的姿态监测精度与监测灵敏度,基于姿态参数监控理念对其作业姿态监测方法展开研究。基于宽幅旋耕机的田间作业特点与结构原理,以姿态监测的软件指令与硬件组成要素进行姿态角监测控制算法融合,建立基于姿态参数的旋耕机作业姿态监测模型,并设计宽幅旋耕机作业监测方法流程,进行旋耕机作业姿态参数监测方法试验。结果表明:通过姿态角度与速度的时变解法、数据滤波与传感编译等算法融入,姿态角状态监测模型下的旋耕机横滚角最大偏差控制在0.20°以下,俯仰角最大偏差控制在0.60°以下,姿态角度监测识别精度满足要求,且作业监测精度平均提升了33%以上。该姿态监测方法设计与应用思路有利于类似农机设备的位姿监控方法改进,具有较大地推广价值。 展开更多

关键词 宽幅旋耕机 监测精度 姿态参数 数据滤波 横滚角

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水下航行体位置姿态参数水声测量技术研究

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作者 付传宝 段文海 +1 位作者 匡彪 杨旭阳 《舰船电子工程》 2021年第4期171-173,共3页

针对水下航行体位置姿态参数水声测量的需求,阐明了该课题水声测量的技术方案,详细介绍了高速目标水声遥测多普勒补偿、强干扰条件下弱信号检测等关键技术的技术途径,在关键技术研究的基础上设计了一种时延粗调与频率细调相结合的信标体... 针对水下航行体位置姿态参数水声测量的需求,阐明了该课题水声测量的技术方案,详细介绍了高速目标水声遥测多普勒补偿、强干扰条件下弱信号检测等关键技术的技术途径,在关键技术研究的基础上设计了一种时延粗调与频率细调相结合的信标体制,并试制了系统原理样机,通过湖上试验验证了样机的性能指标。 展开更多

关键词 水声测量 水下航行体 位置姿态参数 多普勒补偿 弱信号检测

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掘进机姿态参数测量及解算方法 被引量：3

7

作者 郭伦锋 郭一楠 +1 位作者 蒋康庆 葛世荣 《工矿自动化》 北大核心 2021年第12期46-54,共9页

针对现有掘进机姿态参数测量方法将双轴倾角仪输出角度直接作为掘进机的俯仰角和横滚角的现象,通过分析掘进机姿态参数测量及双轴倾角仪测量原理,得出不论是在水平巷道还是倾斜巷道中,单独使用双轴倾角仪均无法进行俯仰角和横滚角测量,... 针对现有掘进机姿态参数测量方法将双轴倾角仪输出角度直接作为掘进机的俯仰角和横滚角的现象,通过分析掘进机姿态参数测量及双轴倾角仪测量原理,得出不论是在水平巷道还是倾斜巷道中,单独使用双轴倾角仪均无法进行俯仰角和横滚角测量,需将双轴倾角仪与包含掘进机航向信息的定位方法进行融合,才能同时解算出掘进机全姿态参数。针对水平巷道和倾斜巷道2种典型掘进工况,给出了融合扇形激光和双轴倾角仪的姿态解算方法(方法1)、融合机身两点坐标和双轴倾角仪的姿态解算方法(方法2)。方法1根据扇形激光束光斑位置实时确定掘进机相对于巷道坐标系的偏航角,通过双轴倾角仪获得掘进机机身相对于巷道坐标系的俯仰角和翻滚角,从而解算出掘进机的偏航角、俯仰角和横滚角。方法2先测量掘进机机身上2个待测点在巷道坐标系下的三维坐标,然后根据双矢定姿原理,利用双轴倾角仪测量并解算出掘进机姿态参数。Matlab与Gazebo联合仿真结果表明,在水平巷道中和4种不同倾角的倾斜巷道中,将双轴倾角仪输出角度直接作为掘进机的俯仰角和横滚角的方法误差较大,难以满足掘进机姿态参数测量需要;方法1和方法2的误差都很小,在水平巷道中的最大角度误差均值为0.0049°,在倾斜巷道中的最大角度误差均值为0.025°,验证了2种掘进机姿态解算方法的合理性。 展开更多

关键词 掘进机 姿态参数测量 姿态解算 双轴倾角仪 扇形激光 双矢定姿

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基于正弦停滞试验的车身姿态参数 被引量：1

8

作者 罗帅 吴延鹏 井梅 《汽车实用技术》 2022年第16期100-103,共4页

车身电子稳定系统是汽车重要的电子系统之一,它能够明显提高车辆高速避障能力,行业内主要采用正弦停滞试验测试车身电子稳定系统性能。文章借助机器人开展了正弦停滞试验,首先对试验结果是否满足国家标准进行了分析,然后对横摆角速度、... 车身电子稳定系统是汽车重要的电子系统之一,它能够明显提高车辆高速避障能力,行业内主要采用正弦停滞试验测试车身电子稳定系统性能。文章借助机器人开展了正弦停滞试验,首先对试验结果是否满足国家标准进行了分析,然后对横摆角速度、质心侧偏角进行进一步分析,结果表明横摆角速度与质心侧偏角能够有效表征试验过程中车辆状态,为车辆车身稳定系统性能评价提供参考。 展开更多

关键词 电子稳定系统 正弦停滞试验 横摆角速度 质心侧偏角 车身姿态参数

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空间相机像移补偿计算中飞行器大姿态角使用方法 被引量：6

9

作者 闫得杰 李伟雄 +1 位作者 吴伟平 王栋 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2014年第4期1200-1205,共6页

提出了在大姿态角情况下飞行器姿态参数的使用方法以实现像移速度的精确计算。根据飞行器轨道坐标系转换到飞行器坐标系的转换矩阵,推导了在大姿态角存在时轨道坐标系下的姿态角速度与飞行器坐标系下的姿态角和姿态角速度的关系式。通... 提出了在大姿态角情况下飞行器姿态参数的使用方法以实现像移速度的精确计算。根据飞行器轨道坐标系转换到飞行器坐标系的转换矩阵,推导了在大姿态角存在时轨道坐标系下的姿态角速度与飞行器坐标系下的姿态角和姿态角速度的关系式。通过计算得出,在侧摆角为30°时对飞行器坐标系绕飞行器轨道坐标系的转动角速度ωS1、ωS2和ωS3的影响最大误差分别为1.175%、50%和13.223%;在前后摆角为30°时对ωS1、ωS2和ωS3的影响最大误差分别为63.397%、0.1745%和63.397%。根据空间相机像移速度计算精度要求比较高,确定了在一定的姿态角情况下飞行器姿态参数使用方法。提出的方法简单,易于实现,适用于空间相机像移补偿的研究。 展开更多

关键词 空间相机 飞行器 姿态参数 坐标变换

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基于Gibbs矢量估计卫星轨道姿态的滤波算法研究 被引量：5

10

作者 林玉荣 邓正隆 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2004年第3期1-6,共6页

针对“矢量观测+陀螺”这种典型的三轴稳定卫星姿态确定系统模式,引入具有四元数优越性的Gibbs矢量作为姿态参数,提出了一种新的具有良好实时性能的轨道姿态估计方案。在方案设计中,为描述卫星轨道姿态的Gibbs矢量,推导出了基于四元数... 针对“矢量观测+陀螺”这种典型的三轴稳定卫星姿态确定系统模式,引入具有四元数优越性的Gibbs矢量作为姿态参数,提出了一种新的具有良好实时性能的轨道姿态估计方案。在方案设计中,为描述卫星轨道姿态的Gibbs矢量,推导出了基于四元数的运动学方程,并将QUEST法作为处理多矢量观测信息的压缩技术引入估计器,使得滤波修正算法得以简化。另外,针对单矢量观测情况,给出了能够加快状态估值收敛速度的改进协方差修正算法。仿真结果验证,新方案的姿态估计精度与传统的欧拉角估计法相当,而运算效率却明显高于欧拉角估计法。 展开更多

关键词 轨道姿态 Gibbs矢量 矢量观测 扩展卡尔曼滤波 三轴稳定卫星姿态确定系统 姿态参数

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多管火箭弹出管姿态仿真 被引量：6

11

作者 张胜三 郭卫东 《导弹与航天运载技术》 北大核心 2003年第2期16-24,共9页

应用 ADAMS动力学仿真分析软件 ,建立多管火箭发射车完全参数化的仿真模型。对发射车的多种发射工况 :不同发射角度、不同发射顺序、不同发射间隔等进行实时仿真分析 ,获取火箭弹出筒时的姿态参数 ,以及发射车各运动构件的运动特性和约... 应用 ADAMS动力学仿真分析软件 ,建立多管火箭发射车完全参数化的仿真模型。对发射车的多种发射工况 :不同发射角度、不同发射顺序、不同发射间隔等进行实时仿真分析 ,获取火箭弹出筒时的姿态参数 ,以及发射车各运动构件的运动特性和约束反力等。 展开更多

关键词 多管火箭发射车 动力学仿真 ADAMS 姿态参数 火箭弹 出筒

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抛栽钵体秧苗的姿态研究

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作者 徐凤英 陈震 陶冶 《农机化研究》 北大核心 2003年第2期74-75,80,共3页

分析无风力载荷作用及有风力载荷作用下的钵体秧苗抛栽运动,运用拉格朗日方程分别描述其运动姿态参数,并对其落地时的部分性能参数进行了计算。

关键词 钵体秧苗 抛栽运动 拉格朗日方程 运动姿态参数 风力 运动分祈

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摇臂式六轮探测车空间姿态建模与求解 被引量：5

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作者 周开波 王旭永 +3 位作者 罗小桃 姬鸣 郭晓峰 程志 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期1093-1098,共6页

摇臂式六轮探测车在通过复杂地形或障碍时,车体空间姿态不断发生变化.为了建立探测车的空间姿态模型,对摇臂式六轮探测车结构进行抽象概括,定义了探测车的5个空间姿态参数(包含探测车差动轴与水平地面倾角,主副摇臂转角等),同时以探测车... 摇臂式六轮探测车在通过复杂地形或障碍时,车体空间姿态不断发生变化.为了建立探测车的空间姿态模型,对摇臂式六轮探测车结构进行抽象概括,定义了探测车的5个空间姿态参数(包含探测车差动轴与水平地面倾角,主副摇臂转角等),同时以探测车6个轮心高度作为模型的地形参数,完成了探测车空间姿态数学模型的建立.基于此数学模型,给出了空间姿态模型正解与逆解的相应求解方法,为分析探测车性能奠定了基础. 展开更多

关键词 摇臂式六轮车 空间姿态参数 正解与逆解

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基于修正Rodrigues参数的鲁棒滤波算法在组合导航中的应用 被引量：2

14

作者 任民魁 蒋国萍 姜宇琛 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2019年第3期39-43,64,共6页

组合导航的观测量常会因外界复杂环境的干扰,出现滤波精度下降的现象。提出一种基于修正Rodrigues参数的鲁棒滤波算法,利用修正Rodrigues参数来重新构造组合导航姿态表达,通过引入HUBER鲁棒策略实现抑制观测量干扰等问题。在捷联惯导/... 组合导航的观测量常会因外界复杂环境的干扰,出现滤波精度下降的现象。提出一种基于修正Rodrigues参数的鲁棒滤波算法,利用修正Rodrigues参数来重新构造组合导航姿态表达,通过引入HUBER鲁棒策略实现抑制观测量干扰等问题。在捷联惯导/卫星组合导航仿真例子中,比较了传统基于四元数的滤波算法、基于修正Rodrigues参数的滤波算法及其鲁棒化滤波算法,仿真实验结果表明算法具有计算量低和抑制外部干扰等效果,证明了算法的有效性。 展开更多

关键词 姿态参数 修正Rodrigues参数 鲁棒滤波 组合导航

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盾构姿态控制研究 被引量：24

15

作者 王春凯 《隧道建设》 北大核心 2016年第11期1389-1393,共5页

盾构姿态控制的好坏与盾构隧道施工质量的优劣是密切相关的,为了研究盾构推进过程中盾构姿态控制的关键因素,并掌握其与盾构姿态调整的对应关系,为盾构推进过程中盾构姿态控制提供理论依据,通过对某工程施工过程中大量实测数据的整理,... 盾构姿态控制的好坏与盾构隧道施工质量的优劣是密切相关的,为了研究盾构推进过程中盾构姿态控制的关键因素,并掌握其与盾构姿态调整的对应关系,为盾构推进过程中盾构姿态控制提供理论依据,通过对某工程施工过程中大量实测数据的整理,得出盾构掘进过程中姿态变化的规律;通过数学关系的推导,得到推力油缸行程差和盾构切口竖向偏差量之间的对应关系,并将工程项目中实测的推力油缸行程差与盾构切口竖向偏差量数据相对照。研究表明:盾构推进过程中切口始终处于不断调整之中;推得油缸行程与偏差量的对应关系和实际情况非常吻合;通过推得的推力油缸行程与盾构姿态相互关系,以期为施工优化提供依据。 展开更多

关键词 盾构隧道 姿态参数 实测数据 姿态控制

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基于UPF滤波的微小航天器姿态矩阵估计方法 被引量：2

16

作者 王晨 房建成 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2008年第2期28-34,共7页

针对基于惯性-星光姿态确定系统噪声存在非高斯分布的情况,提出了将离散粒子滤波(UPF)方法应用于定姿系统滤波器设计,该方法用离散卡尔曼滤波(UKF)得到粒子滤波的重要采样函数,从而克服扩展卡尔曼滤波(EKF)和UKF只能应用到噪声为高斯分... 针对基于惯性-星光姿态确定系统噪声存在非高斯分布的情况,提出了将离散粒子滤波(UPF)方法应用于定姿系统滤波器设计,该方法用离散卡尔曼滤波(UKF)得到粒子滤波的重要采样函数,从而克服扩展卡尔曼滤波(EKF)和UKF只能应用到噪声为高斯分布的不足。文章以微机电系统(MEMS)陀螺和互补性金属氧化物半导体有源像素图像传感器(CMOS APS)星敏感器为姿态敏感器件,选取基于矢量观测的最小参数姿态矩阵估计方法为定姿算法,提出将UPF与最小参数姿态矩阵估计方法结合,设计了一种针对微小航天器的UPF姿态估计器,采用从MEMS陀螺采集的数据进行了半物理仿真并对其特性进行了分析与比较。仿真比较结果表明:在敏感器精度较差并且系统噪声非高斯分布的情况下,这种基于UPF的姿态估计方法可以取得比EKF和UKF更快的滤波收敛性和更好的滤波精度,有效地提高了定姿性能。 展开更多

关键词 离散粒子滤波 最小参数姿态矩阵姿态确定 半物理仿真微小航天器

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基于车载SPEEDBOX-INS和车身行驶参数的道路曲线识别方法

17

作者 高培 王欢 沈俊 《汽车实用技术》 2017年第10期135-136,共2页

利用车载SPEEDBOX-INS采集汽车行驶过程中的行驶车速、路程和车身姿态等参数。在MATLAB中对采集到的特定参数进行小波去噪、曲线拟合和判断筛选等。这可为汽车行驶提供信息支持,可大大提高行驶安全性。

关键词 SPEEDBOX-INS 车身姿态参数 MATLAB 道路曲线 行车安全

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波浪扰动对水下航行体垂直出水运动影响研究 被引量：1

18

作者 李智生 阎肖鹏 李钊 《无线电工程》 2017年第4期65-68,共4页

针对波浪扰动条件下水下垂直发射航行体出水姿态参数确定问题,建立了基于沿轴向切片方法的航行体在波浪扰动下的受力模型,结合航行体水中运动数学模型,采用计算航行体每一切片横截面受到波浪的惯性力、力矩方法,仿真分析了波浪对航行体... 针对波浪扰动条件下水下垂直发射航行体出水姿态参数确定问题,建立了基于沿轴向切片方法的航行体在波浪扰动下的受力模型,结合航行体水中运动数学模型,采用计算航行体每一切片横截面受到波浪的惯性力、力矩方法,仿真分析了波浪对航行体出水姿态参数的影响。仿真结果表明,浪级越高,对航行体出水姿态角的扰动越强烈。浪向角为90°时,对航行体运动参数影响最大。 展开更多

关键词 水下航行体 轴向切片方法 浪级和浪向 出水姿态参数

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大型船舶操纵指数的最优选取仿真研究 被引量：1

19

作者 王珍 《舰船科学技术》 北大核心 2018年第5X期55-57,共3页

为了提高大型船舶操纵控制性能,需要对大型船舶操纵指数进行最优化选取设计,提出基于自适应反馈融合和姿态参量跟踪识别的大型船舶操纵指数的最优选取模型。构建大型船舶操纵的动态方程,结合运动力学模型进行船舶操控的控制约束参量分析... 为了提高大型船舶操纵控制性能,需要对大型船舶操纵指数进行最优化选取设计,提出基于自适应反馈融合和姿态参量跟踪识别的大型船舶操纵指数的最优选取模型。构建大型船舶操纵的动态方程,结合运动力学模型进行船舶操控的控制约束参量分析,建立大型船舶操纵的指数分析模型,采用姿态稳态校正方法进行操纵指数的反馈融合,实现姿态参量跟踪识别,完成操纵指数的最优选取。仿真结果表明,采用该方法进行大型船舶操纵指数选取的优化性较强,提高了船舶操纵控制能力,船舶的航行姿态得到有效控制,输出平稳性较好。 展开更多

关键词 船舶 操纵指数 控制 选取 姿态参数

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一种实时红外地球敏感器信号源的研制 被引量：5

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作者 陆明宇 戈魁 +1 位作者 杨俊发 邓汝珍 《中国空间科学技术》 CSCD 北大核心 1996年第3期63-69,共7页

介绍了一种为地球静止卫星用的摆动扫描式红外地球敏感器研制的信号源的基本原理和硬、软件结构；给出了具体的软件实现方法。通过对计算过程的简化、改进，充分利用硬件，特别是８０３１单片机的资源，使信号源的性能能够更好地满足实... 介绍了一种为地球静止卫星用的摆动扫描式红外地球敏感器研制的信号源的基本原理和硬、软件结构；给出了具体的软件实现方法。通过对计算过程的简化、改进，充分利用硬件，特别是８０３１单片机的资源，使信号源的性能能够更好地满足实时工作的要求。 展开更多

关键词 地球静止卫星 敏感器 姿态参数 信号发生器

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