适用于深空探测器的时间线转移路标启发式规划方法 被引量：3

1

作者 金颢 徐瑞 +2 位作者 朱圣英 李朝玉 梁子璇 《宇航学报》 CSCD 北大核心 2021年第7期862-872,共11页

针对深空探测器各子系统状态并行及约束耦合的特点,设计了最大转移代价计算方法,并在此基础上提出了时间线路标提取方法。然后,针对路标集合重复计算耗时长的问题,提出了路标增量式搜索算法实现路标集合动态快速更新,并进一步结合最大... 针对深空探测器各子系统状态并行及约束耦合的特点,设计了最大转移代价计算方法,并在此基础上提出了时间线路标提取方法。然后,针对路标集合重复计算耗时长的问题,提出了路标增量式搜索算法实现路标集合动态快速更新,并进一步结合最大目标节点筛选策略提出了时间线转移路标启发式规划方法。仿真结果表明,时间线转移路标启发式规划方法能够有效减少冗余规划步数,提高规划求解效率。 展开更多

关键词 深空探测器 任务规划 时间线路标提取 转移路标启发式

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于状态转移图的启发式深空探测器任务规划方法 被引量：5

2

作者 金颢 徐瑞 +1 位作者 崔平远 朱圣英 《深空探测学报》 2019年第4期364-368,共5页

针对深空探测器复杂系统并行及约束耦合等特点,在时间线描述框架的基础上,引入了状态转移图结构。通过分析探测器任务规划中的耦合约束关系,设计了转移图代价计算方法,并提出了基于状态转移图的启发式任务规划算法。利用转移图设计启发... 针对深空探测器复杂系统并行及约束耦合等特点,在时间线描述框架的基础上,引入了状态转移图结构。通过分析探测器任务规划中的耦合约束关系,设计了转移图代价计算方法,并提出了基于状态转移图的启发式任务规划算法。利用转移图设计启发式对无关节点进行剪枝,削减了搜索空间,加速了搜索过程。数值仿真结果表明,该算法能够有效减少不必要的规划步数,提高任务规划的效率。 展开更多

关键词 任务规划 启发式搜索 状态转移图

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于扩展状态深空探测器任务规划方法 被引量：1

3

作者 金颢 徐瑞 +1 位作者 崔平远 朱圣英 《深空探测学报》 2018年第6期569-574,共6页

面对深空探测过程中的不确定性,探测器需要利用任务规划技术实现自主控制。针对深空探测器任务规划中复杂系统功能及耦合操作约束,在状态知识框架的基础上,引入了扩展状态的概念。通过分析探测器任务规划中的约束关系,提出了基于扩展状... 面对深空探测过程中的不确定性,探测器需要利用任务规划技术实现自主控制。针对深空探测器任务规划中复杂系统功能及耦合操作约束,在状态知识框架的基础上,引入了扩展状态的概念。通过分析探测器任务规划中的约束关系,提出了基于扩展状态的任务规划算法。利用扩展状态结构特点削减了搜索空间,优化了搜索过程,提高了规划搜索的速度。数值仿真结果表明,该算法能够缩减近半的规划步数,加速问题求解进程,提高任务规划的效率。 展开更多

关键词 任务规划 扩展状态 规划算法

在线阅读 下载PDF 职称材料

太阳系边际探测器自主技术需求分析 被引量：1

4

作者 徐瑞 李世震 +4 位作者 李朝玉 田若冰 朱哲 陈建岳 王帅 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期647-660,共14页

回顾了已有的太阳系边际探测任务及其自主运行技术的初步应用情况,归纳了太阳系边际探测任务的特点。结合发展和应用历程,分析了实现太阳系边际探测器自主运行所需的关键技术,并给出了各项技术的重点研究方向,包括不确定环境下的自主任... 回顾了已有的太阳系边际探测任务及其自主运行技术的初步应用情况,归纳了太阳系边际探测任务的特点。结合发展和应用历程,分析了实现太阳系边际探测器自主运行所需的关键技术,并给出了各项技术的重点研究方向,包括不确定环境下的自主任务规划技术、超长周期高可靠性自主健康管理技术、极远深空环境自主导航技术、核电源系统自主运行管理技术、极端热环境下的自主热控技术和超远距离下自主通信与休眠技术,能够为太阳系边际探测任务的关键技术研究和任务实施提供参考。 展开更多

关键词 太阳系边际 深空探测 探测器自主管理 自主规划 自主导航

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于多目标优化的深空探测器姿态组合规划方法 被引量：2

5

作者 王卓 徐瑞 《深空探测学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2021年第2期147-153,共7页

深空探测器在执行姿态机动任务中,通常需要优化多个性能指标参数。此外,姿态指向约束和有界约束的存在显著减小了姿态机动路径的可行空间。在复杂的多约束条件下,多目标姿态机动优化对深空探测器系统是一个极大的挑战。提出多目标组合... 深空探测器在执行姿态机动任务中,通常需要优化多个性能指标参数。此外,姿态指向约束和有界约束的存在显著减小了姿态机动路径的可行空间。在复杂的多约束条件下,多目标姿态机动优化对深空探测器系统是一个极大的挑战。提出多目标组合的概念,通过物理规划方法将多目标优化转换为单目标规划问题。考虑到欧拉路径的低能量特性,提出一种多目标组合规划方法,通过欧拉路径改进差分进化算法的变异过程,实现多约束多目标姿态机动路径组合规划。最后,对深空探测器大角度姿态机动进行多目标组合规划数值仿真,验证了该方法的可行性和有效性。 展开更多

关键词 深空探测 姿态规划 多目标优化 组合差分进化

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于约束可满足的深空探测任务规划方法研究 被引量：2

6

作者 姜啸 徐瑞 朱圣英 《深空探测学报》 2018年第3期262-268,共7页

基于传统的CSP算法不能充分体现规划过程的特点,讨论了如何将规划中的动作关系映射到CSP结构中,并据此提出了一种以动作为中心的启发式变量选择策略;分析验证了该方法能够显著降低传统CSP变量搜索策略的时间复杂度,同时对于约束编码的... 基于传统的CSP算法不能充分体现规划过程的特点,讨论了如何将规划中的动作关系映射到CSP结构中,并据此提出了一种以动作为中心的启发式变量选择策略;分析验证了该方法能够显著降低传统CSP变量搜索策略的时间复杂度,同时对于约束编码的规划问题具有一般适用性。仿真实验表明,本文提出的方法减少了约束处理中的冗余操作,有效提高了问题的求解效率,为工程应用奠定了基础。 展开更多

关键词 规划 约束可满足 变量选取 动作指向

在线阅读 下载PDF 职称材料

深空探测器动态约束规划中的外延约束过滤方法研究 被引量：2

7

作者 姜啸 徐瑞 陈俐均 《深空探测学报》 2019年第6期586-594,共9页

随着深空探测任务的增加以及星上科学任务的日益复杂,深空探测器自主任务规划与调度技术成为研究的热点。在深空探测器任务特点与系统约束分析的基础上,将智能规划理论与约束可满足技术相结合,研究多层约束规划模型中约束的动态特征,设... 随着深空探测任务的增加以及星上科学任务的日益复杂,深空探测器自主任务规划与调度技术成为研究的热点。在深空探测器任务特点与系统约束分析的基础上,将智能规划理论与约束可满足技术相结合,研究多层约束规划模型中约束的动态特征,设计了基于动态约束表的外延约束快速过滤算法,根据领域信息中活动间的冲突性特征来对新加入的活动进行分类和一致性检查。仿真结果表明:提出的算法能够有效地降低约束处理中无效的约束检查次数,降低问题处理过程中的算法回溯,提高规划效率和成功率。 展开更多

关键词 规划 约束可满足 过滤算法 外延约束 动态约束集

在线阅读 下载PDF 职称材料

地外天体着陆自主避障制导技术研究进展 被引量：4

8

作者 朱圣英 杨贺 +1 位作者 黄翔宇 崔平远 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期1785-1796,共12页

基于地外天体软着陆探测任务的需求,阐述了地外天体着陆自主避障制导技术的研究进展。首先对典型的地外天体着陆探测任务进行回顾与分析,并总结了着陆避障制导面临的形貌复杂多样、控制资源受限、避障精度要求高、星载计算资源有限等挑... 基于地外天体软着陆探测任务的需求,阐述了地外天体着陆自主避障制导技术的研究进展。首先对典型的地外天体着陆探测任务进行回顾与分析,并总结了着陆避障制导面临的形貌复杂多样、控制资源受限、避障精度要求高、星载计算资源有限等挑战与难点。在此基础上,从自主障碍评估和自主障碍规避两个方面梳理了着陆避障制导的研究现状。最后,结合未来地外天体探测任务需求,对着陆避障制导技术的发展方向进行了展望。 展开更多

关键词 地外天体探测 地外天体着陆 自主障碍评估 自主避障制导

在线阅读 下载PDF 职称材料

月表陨坑检测轻量化深度学习方法 被引量：1

9

作者 高艾 周永军 +1 位作者 王俊伟 兀泽朝 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期830-838,共9页

针对目前基于深度学习的陨坑检测方法存在的模型参数量大和检测速度慢的问题,提出了一种轻量化的深度学习陨坑检测方法。首先,采用通道剪枝方法删减卷积神经网络中冗余的卷积核,得到结构紧凑高效的陨坑检测模型。然后,使用轻量化的深度... 针对目前基于深度学习的陨坑检测方法存在的模型参数量大和检测速度慢的问题,提出了一种轻量化的深度学习陨坑检测方法。首先,采用通道剪枝方法删减卷积神经网络中冗余的卷积核,得到结构紧凑高效的陨坑检测模型。然后,使用轻量化的深度可分离卷积操作替换基础陨坑检测模型中的标准卷积操作,进一步降低了模型的复杂度。仿真实验结果表明,所提出的轻量化陨坑检测模型能够保证较高的像素预测精度,并且能够适应亮度、图像噪声等干扰因素的影响。同时,与轻量化处理前的模型相比,参数量减少了99.2%,检测速度提升了94%。 展开更多

关键词 月球着陆探测 陨坑检测 深度学习 卷积神经网络 轻量化处理

在线阅读 下载PDF 职称材料

一种地外天体着陆凸轨迹曲率滑模制导方法 被引量：1

10

作者 杨贺 朱圣英 +1 位作者 龙嘉腾 徐瑞 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期571-579,共9页

针对复杂地外天体表面安全着陆问题,提出了凸轨迹曲率滑模制导方法。该方法考虑着陆轨迹形状对着陆安全性的影响,将曲率约束引入到滑模面设计中,实现着陆器系统状态位于滑模面上时,轨迹形状为凸。首先,针对曲率约束进行等效转化和松弛,... 针对复杂地外天体表面安全着陆问题,提出了凸轨迹曲率滑模制导方法。该方法考虑着陆轨迹形状对着陆安全性的影响,将曲率约束引入到滑模面设计中,实现着陆器系统状态位于滑模面上时,轨迹形状为凸。首先,针对曲率约束进行等效转化和松弛,提出了曲率松弛项,并利用曲率松弛项设计了曲率滑模面,满足三维凸轨迹条件。其次,推导了曲率滑模反馈制导律,滑模状态可在有限时间内收敛到零,在该制导律作用下,着陆器将以凸轨迹状态完成精准软着陆。最后,通过蒙特卡洛仿真验证了所提算法的有效性和鲁棒性。 展开更多

关键词 地外天体着陆 动力下降 曲率滑模 凸轨迹约束

在线阅读 下载PDF 职称材料

复杂行星表面着陆避障增广曲率制导方法 被引量：1

11

作者 杨贺 袁旭 +1 位作者 葛丹桐 朱圣英 《深空探测学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第1期71-78,共8页

针对复杂行星表面安全着陆问题,提出避障增广曲率制导方法。在基本曲率制导律的基础上引入障碍规避增广项。该方法利用着陆器着陆空间区域划分的思想,在障碍附近易发生碰撞区域建立膨胀预警区,基于膨胀预警区推导连续解析的障碍规避制导... 针对复杂行星表面安全着陆问题,提出避障增广曲率制导方法。在基本曲率制导律的基础上引入障碍规避增广项。该方法利用着陆器着陆空间区域划分的思想,在障碍附近易发生碰撞区域建立膨胀预警区,基于膨胀预警区推导连续解析的障碍规避制导律,在满足几何凸轨迹状态约束的同时,考虑着陆器与障碍的相对位置关系,能够快速引导着陆器远离障碍,提高着陆器着陆过程中的安全性。仿真结果表明,该方法能够有效规避复杂行星表面的地形障碍,实现在行星表面定点软着陆,具有良好的灵活性和可靠性。 展开更多

关键词 行星表面着陆 障碍规避增广项 膨胀预警区 增广曲率制导

在线阅读 下载PDF 职称材料

航天器姿态机动规划技术研究进展 被引量：5

12

作者 徐瑞 朱哲 +3 位作者 李朝玉 范宇麒 朱圣英 尚海滨 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期155-167,共13页

以航天器多约束姿态控制为背景,围绕姿态机动路径的复杂约束处理问题,对姿态机动规划技术的规划模型、方法研究现状与未来发展趋势进行了论述、分析与归纳。首先介绍了航天器姿态机动规划模型,随后梳理并总结了航天器姿态机动规划技术... 以航天器多约束姿态控制为背景,围绕姿态机动路径的复杂约束处理问题,对姿态机动规划技术的规划模型、方法研究现状与未来发展趋势进行了论述、分析与归纳。首先介绍了航天器姿态机动规划模型,随后梳理并总结了航天器姿态机动规划技术发展历程及现状,从方法逻辑、设计思想等方面对姿态机动规划方法进行分类和关键技术分析,进一步根据技术发展脉络和未来航天任务需求,提出了航天器姿态机动规划技术的若干发展趋势。 展开更多

关键词 航天器姿态 姿态控制 姿态机动 姿态规划

在线阅读 下载PDF 职称材料

模型参数扰动下的火星大气进入鲁棒状态估计方法 被引量：1

13

作者 邓剑峰 于正湜 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期184-194,共11页

针对火星大气进入段模型参数扰动及动力学系统的强非线性影响导航系统状态精确估计问题,提出了一种模型参数扰动下的鲁棒插值滤波(DDF)方法。该方法在传统插值滤波方法代价函数的基础上,通过把扰动参数对状态估计精度影响的度量矩阵乘... 针对火星大气进入段模型参数扰动及动力学系统的强非线性影响导航系统状态精确估计问题,提出了一种模型参数扰动下的鲁棒插值滤波(DDF)方法。该方法在传统插值滤波方法代价函数的基础上,通过把扰动参数对状态估计精度影响的度量矩阵乘积的迹增广到代价函数,推导了具有解析滤波增益形式的鲁棒插值滤波方法。同时,通过实时计算进入过程中导航系统的非线性,基于系统非线性度给出了鲁棒插值滤波方法阶次自适应选取准则。只在系统强非线性阶段采用高阶鲁棒插值滤波方法,既保证状态估计精度,同时满足导航系统实时性需求。仿真结果表明,提出的鲁棒插值滤波方法比传统的一阶插值滤波方法估计精度更高,能达到二阶鲁棒插值滤波方法的估计精度,比整个进入过程采用二阶鲁棒插值滤波方法具有更高的解算效率。 展开更多

关键词 火星进入导航 非线性度 鲁棒滤波 插值滤波(DDF)

在线阅读 下载PDF 职称材料

加权负载均衡合同网大规模星座任务分配方法 被引量：2

14

作者 王朝辉 徐瑞 +1 位作者 李朝玉 王棒 《航天控制》 CSCD 北大核心 2023年第4期59-66,共8页

为了充分发挥大规模星座带来的在轨可用卫星资源丰富的优势,解决星座和任务规模扩大带来的任务分配求解空间大的问题,提出了一种分布式加权负载均衡合同网任务分配方法。对任务窗口进行预筛选,减少卫星参与投标数量,节约在轨计算通信资... 为了充分发挥大规模星座带来的在轨可用卫星资源丰富的优势,解决星座和任务规模扩大带来的任务分配求解空间大的问题,提出了一种分布式加权负载均衡合同网任务分配方法。对任务窗口进行预筛选,减少卫星参与投标数量,节约在轨计算通信资源;在合同网任务分配过程中,将任务投标值加入负载均衡加权系数,提升星座系统负载均衡性能。通过仿真验证,在观测收益相当的情况下,本文所提方法相较于集中式任务分配方法分配求解耗时可减少94%以上,系统负载均衡度优于传统任务分配算法,表明该方法适用于大规模星座任务分配。 展开更多

关键词 大规模星座 任务分配 合同网 负载均衡 分布式

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于改进多模型的火星大气进入自适应估计方法 被引量：1

15

作者 邓剑峰 高艾 崔平远 《深空探测学报》 2017年第6期535-543,551,共10页

针对火星进入过程中大气密度等不确定参数对导航系统状态估计精度的影响,提出了一种基于改进混合专家框架的多模型自适应估计方法。该方法对进入过程中不同的测量信息进行规范化处理,以克服传统多模型自适应估计方法稳定性差、数值下溢... 针对火星进入过程中大气密度等不确定参数对导航系统状态估计精度的影响,提出了一种基于改进混合专家框架的多模型自适应估计方法。该方法对进入过程中不同的测量信息进行规范化处理,以克服传统多模型自适应估计方法稳定性差、数值下溢等固有缺陷,进一步提高状态估计精度。将其应用于火星不同进入探测方式下的导航场景进行仿真分析。仿真结果表明:该方法在动力学系统模型参数存在不确定扰动时能获得精确的状态估计,可以满足未来定点着陆探测对导航系统的精度需求。 展开更多

关键词 火星进入 组合导航方案 动压观测 自适应估计

在线阅读 下载PDF 职称材料

小天体表面探测器弹跳运动与路径规划

16

作者 王棒 徐瑞 +1 位作者 李朝玉 高越 《深空探测学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2022年第4期447-454,共8页

针对传统轮式移动探测器难以适应小天体弱引力环境的问题,以立方体构型的跳跃式探测器为对象,分析了弱引力起跳模式,提出表面移动单步弹跳策略,以发挥其越障能力。同时针对这一特性提出变步长A*算法规划探测器表面移动路径,实现避障及... 针对传统轮式移动探测器难以适应小天体弱引力环境的问题,以立方体构型的跳跃式探测器为对象,分析了弱引力起跳模式,提出表面移动单步弹跳策略,以发挥其越障能力。同时针对这一特性提出变步长A*算法规划探测器表面移动路径,实现避障及越障巡视。仿真结果表明,探测器能够有效越过地形障碍,并且新算法减少了路径节点,对于高密度障碍地形计算效率更高。 展开更多

关键词 小天体防御 表面弹跳 路径规划

在线阅读 下载PDF 职称材料