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小天体表面重建技术及在自主光学导航中的应用
1
作者
田启航
刘一武
+4 位作者
王立
闫斯畅
林大泳
华宝成
梁潇
《中国空间科学技术(中英文)》
北大核心
2025年第5期75-90,共16页
自主光学导航是飞行器实时定轨中的一项关键技术。对于深空小天体任务,由于通信时延的限制,地面可干预的制导方法能力上明显受限。在上行链路带宽有限及目标物理特性未知的情况下,该问题将会变得更加棘手。因此,星上自主的相对导航系统...
自主光学导航是飞行器实时定轨中的一项关键技术。对于深空小天体任务,由于通信时延的限制,地面可干预的制导方法能力上明显受限。在上行链路带宽有限及目标物理特性未知的情况下,该问题将会变得更加棘手。因此,星上自主的相对导航系统具有不言自明的意义。针对未来小天体探测任务中的自主光学导航问题进行了研究,提出了一种基于视觉成像数据的测量框架。该测量框架由地面支持系统及星上特征识别系统两部分组成。地面支持系统集成了运动恢复结构及立体光度法两种主要测量方式,用于不同图像分辨率下导航特征的制备工作,主要包括小天体全球模型及局部区域陆标地图。星上特征识别系统主要利用制导、导航与控制系统(GNC)提供的先验知识及地面上注的导航特征,实时生成预测图像,并与实拍图像进行配准。修正后的方位测量值可作为星上导航滤波器的输入,用于更新飞行器状态。首次提出使用ICQ模型进行在轨面目标视线跟踪,所需上注数据量仅为常规模型的20%,可实现3%目标像素直径的指向测量精度。首次应用频域掩膜NCC技术实现在轨特征识别,相比于传统标准NCC,在相同测量精度条件下,计算效率可提升约1个数量级。以实际在轨数据及仿真验证为例,对该框架的测量原理及性能进行了论述。所提出的框架可实现自主及高效的飞行器定位。
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关键词
运动恢复结构
立体光度法
自主光学导航
小天体
制导、导航与控制
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职称材料
题名
小天体表面重建技术及在自主光学导航中的应用
1
作者
田启航
刘一武
王立
闫斯畅
林大泳
华宝成
梁潇
机构
北京控制工程研究所空间光电测量与智能感知实验室
北京控制工程研究所
空间
智能
控制
技术国家级重点
实验室
出处
《中国空间科学技术(中英文)》
北大核心
2025年第5期75-90,共16页
基金
国家自然基金重点项目(U2341214)。
文摘
自主光学导航是飞行器实时定轨中的一项关键技术。对于深空小天体任务,由于通信时延的限制,地面可干预的制导方法能力上明显受限。在上行链路带宽有限及目标物理特性未知的情况下,该问题将会变得更加棘手。因此,星上自主的相对导航系统具有不言自明的意义。针对未来小天体探测任务中的自主光学导航问题进行了研究,提出了一种基于视觉成像数据的测量框架。该测量框架由地面支持系统及星上特征识别系统两部分组成。地面支持系统集成了运动恢复结构及立体光度法两种主要测量方式,用于不同图像分辨率下导航特征的制备工作,主要包括小天体全球模型及局部区域陆标地图。星上特征识别系统主要利用制导、导航与控制系统(GNC)提供的先验知识及地面上注的导航特征,实时生成预测图像,并与实拍图像进行配准。修正后的方位测量值可作为星上导航滤波器的输入,用于更新飞行器状态。首次提出使用ICQ模型进行在轨面目标视线跟踪,所需上注数据量仅为常规模型的20%,可实现3%目标像素直径的指向测量精度。首次应用频域掩膜NCC技术实现在轨特征识别,相比于传统标准NCC,在相同测量精度条件下,计算效率可提升约1个数量级。以实际在轨数据及仿真验证为例,对该框架的测量原理及性能进行了论述。所提出的框架可实现自主及高效的飞行器定位。
关键词
运动恢复结构
立体光度法
自主光学导航
小天体
制导、导航与控制
Keywords
structure from motion
stereophotoclinometry
autonomous optical navigation
asteroid
guidance,navigation and control
分类号
V448.2 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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作者
出处
发文年
被引量
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1
小天体表面重建技术及在自主光学导航中的应用
田启航
刘一武
王立
闫斯畅
林大泳
华宝成
梁潇
《中国空间科学技术(中英文)》
北大核心
2025
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