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题名小天体着陆抗扰轨迹优化方法
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作者
朱轩廷
刘延杰
彭菲
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机构
青岛科技大学自动化与电子工程学院
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出处
《深空探测学报(中英文)》
北大核心
2025年第1期31-38,共8页
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基金
山东省自然科学基金项目(ZR2023MF006,ZR2023QF176)
空间碎片专项(KJSP2020020302)
科工局稳定支持项目(HTKJ2022KL502001)。
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文摘
针对探测器着陆小天体过程中存在动力学参数和状态不确知问题,提出了一种小天体着陆抗扰轨迹优化方法,以提升复杂环境下探测器着陆控制精度。考虑不确知参数影响建立小天体着陆增广随机状态方程,将小天体引力场的不确定性和探测器发动机推力误差作为着陆过程的过程噪声;推导了不确知性沿标称轨迹传播的线性协方差动态方程,将状态变量的协方差矩阵扩展为状态方程的新状态,并构造燃料消耗和状态协方差加权的联合性能指标,继而通过轨迹优化直接法进行最优控制问题解算,以提高轨迹的抗扰能力。以433Eros为例进行仿真分析,结果证明该方法能够克服随机参数对探测器的影响,提高着陆精度。
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关键词
小天体着陆
轨迹优化
抗扰性
线性协方差
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Keywords
small body landing
trajectory optimization
desensitization
linear covariance
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分类号
V448.2
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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题名融合相机和激光雷达的小天体运动状态估计方法
被引量：2
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作者
陈友
郭金融
刘延杰
邵巍
黄翔宇
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机构
青岛科技大学自动化与电子工程学院
山东省深空自主着陆技术重点实验室
北京控制工程研究所
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出处
《深空探测学报（中英文）》
CSCD
北大核心
2024年第1期63-70,共8页
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基金
山东省自然科学基金(ZR2023MF006,ZR2023QF176)
空间碎片专项(KJSP2020020302)
国防科工局稳定支持项目(HTKJ2022KL502001)。
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文摘
针对单一视觉传感器难以实现小天体运动状态估计的问题,提出了一种融合相机和激光雷达的小天体运动状态估计方法。首先,建立融合相机和激光雷达测量模型,通过跟踪带有深度信息的图像特征点,利用扩展卡尔曼滤波器估计小天体的自旋角速度、自旋轴方向、位置和速度;其次,设计了特征融合矩阵,可实现对图像特征点、点云、融合特征点的实时更新;最后,分析本文算法的有效性以及特征点数量、观测高度、噪声大小对算法的影响。仿真结果表明,本文算法的精度和收敛速度均优于基于单一传感器的小天体运动状态估计方法。
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关键词
信息融合
小天体
运动状态估计
扩展卡尔曼滤波
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Keywords
information fusion
small body
motion state estimation
extended Kalman filtering
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分类号
V448.2
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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题名不完备轮廓图像小天体三维重构算法
被引量：2
- 3
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作者
郭金融
陈友
邵巍
郭威
刘延杰
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机构
青岛科技大学自动化与电子工程学院
山东省深空自主着陆技术重点实验室
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出处
《科学技术与工程》
北大核心
2024年第10期3974-3983,共10页
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基金
山东省自然科学基金(ZR2023MF006,ZR2023QF176)
科工局稳定支持项目(HTKJ2022KL502001)。
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文摘
受光照角度的影响,探测器拍摄的小天体图像不完整,三维重构困难。针对此问题,提出了一种基于不完备轮廓的小天体三维重构算法。首先,利用Ostu算法对图像进行阈值分割,利用EDPF(edge drawing parameter free)算法提取不完备轮廓;其次,利用太阳的方位信息,结合不完备轮廓,考虑阴影的影响,保留被照亮区域和可能区域,计算出扩展轮廓;然后,利用一组扩展轮廓和投影矩阵,将三维包围盒的计算转化为线性不等式的求解;最后,划分体素实现小天体的三维重构。利用平均半径对重构结果与参考模型的豪斯多夫距离进行归一化,评价重构质量。仿真结果表明,重构误差小于4%的分布概率占95%以上,并对光照角度变化具有一定的鲁棒性。
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关键词
不完备轮廓
小天体
三维重构
扩展轮廓
豪斯多夫距离
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Keywords
incomplete contour
3D shape reconstruction
small bodies
extended contour
Hausdorff distance
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分类号
P129
[天文地球—天体测量]
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题名快自旋小天体跨尺度光照不变匹配算法
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作者
李帅
李晋屹
刘延杰
邵巍
黄翔宇
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机构
青岛科技大学自动化与电子工程学院
山东省深空自主着陆技术重点实验室
北京控制工程研究所
空间智能控制技术全国重点实验室
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出处
《深空探测学报（中英文）》
CSCD
北大核心
2024年第1期56-62,共7页
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基金
山东省自然科学基金(ZR2023MF006,ZR2023QF176)
空间碎片专项(KJSP2020020302)
科工局稳定支持项目(HTKJ2022KL502001)。
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文摘
小天体探测器附着过程中,图像存在尺度、视角和光照变化,传统特征匹配算法难以获得精准匹配。提出一种小天体跨尺度光照不变匹配算法。针对附着过程中图像存在尺度变化的问题,将全局注意力机制与空洞卷积相结合,构建尺度自适应调整模块;设计视角不变特征提取模块解决特征匹配算法大视角变化下匹配正确率低的问题;结合自注意力机制与互注意力机制建立特征依赖关系,提取光照不变特征。利用谷神星及贝努的真实图像分别进行了实验验证,结果表明,本文所提出算法在大尺度、视角及光照变化下,特征匹配准确率达89%以上。
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关键词
小天体
特征匹配
深度学习
不变特征
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Keywords
small body
feature matching
deep learning
invariant feature
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分类号
V448.2
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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