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公开(公告)号：CN111924142A
公开(公告)日：2020-11-13
申请号：CN202010681358.0
申请日：2020-07-15
Applicant: 北京控制工程研究所
IPC: B64G1/62
Abstract: 本发明涉及一种基于序列图像的软着陆高精度避障方法，该方法的步骤包括：在下降图像中找到安全着陆点位置；根据安全着陆点在下降图像中的位置计算安全着陆点在成像时刻着陆器本体系下的方向矢量；在下一幅下降图像还未获取期间，安全着陆点在当前时刻着陆器本体系下的位置和速度通过惯导外推着陆器位置和速度变化获取；否则根据上一幅下降图像和当前获取的下降图像中安全着陆点方向矢量结合测速敏感器和IMU测量计算安全着陆点在当前成像时刻着陆器本体系下的位置和速度；根据安全着陆点在当前时刻着陆器本体系下的位置和速度确定着陆器本体下控制指令，按照该控制指令进行控制完成避障。
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公开(公告)号：CN111351490A
公开(公告)日：2020-06-30
申请号：CN202010245815.1
申请日：2020-03-31
Applicant: 北京控制工程研究所
Abstract: 一种行星着陆过程惯导基准快速重建方法，属于航天器自主导航技术领域，包括如下步骤：S1、建立第一惯性基准坐标系，利用着陆器的惯性测量单元输出的角度增量进行姿态外推，获得着陆器的惯性姿态；S2、对着陆器的高度进行估计，对着陆器的天底向量进行第一状态估计；S3、根据着陆器的测速敏感器测量的速度和S1中所述的着陆器的惯性姿态，对着陆器的天底向量进行第二状态估计；S4、利用S2中所述高度估计和着陆器的天底向量第一状态估计、S3中所述着陆器的天底向量的第二状态估计，获得行星着陆过程的天底向量最终估计值，重建着陆器在行星着陆过程中的惯导基准。本发明方法对两种天底向量进行融合，有效地提高了基准重建的收敛速度。
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公开(公告)号：CN109000665A
公开(公告)日：2018-12-14
申请号：CN201810227531.2
申请日：2018-03-20
Applicant: 北京控制工程研究所
IPC: G01C21/24
Abstract: 本发明涉及一种深空着陆几何定轨定姿方法、系统及深空着陆器，该方法首先确定着陆器相对于火星的方向矢量和着陆器相对于火星中心的距离；根据着陆器相对于火星中心的距离和火星半径求解得到着陆器距离火星表面的高度；建立惯性坐标系xIyIzI，得到惯性坐标系到体坐标系的姿态矩阵；进一步求解得到着陆器的惯性位置和惯性速度，本发明自主利用测距测速敏感器进行几何定轨定姿，针对动力下降段IMU出现故障的情况下，能够单纯利用测距测速敏感器进行定轨定姿，实现自主导航的初始基准捕获，减轻对惯导系统初始基准的依赖程度，提高了软着陆自主导航系统的鲁棒性和故障容忍能力，且算法为解析算法，易于星上运算，为软着陆任务的成功实施奠定了基础。
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公开(公告)号：CN108594802A
公开(公告)日：2018-09-28
申请号：CN201810168097.5
申请日：2018-02-28
Applicant: 北京控制工程研究所
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明提供一种探测器目标着陆区域确定及避障制导方法与装置，属于航天器制导、导航与控制技术领域。所述方法包括：当探测器转入动力下降过程时，获取天体表面着陆区域图像，并判断所述探测器的速度方向与当地垂向方向的夹角是否在预设范围内；若是，则根据所述探测器的速度方向，将所述着陆区域图像划分成两个子区域，将障碍物少的子区域作为目标着陆区域；若否，则以所述着陆区域图像的几何中心为中心，将所述着陆区域图像划分成四个子区域，将障碍物少的子区域作为目标着陆区域。本发明既实现了初步避障制导，又避免了背罩等抛弃物在动力下降过程中对探测器的干扰、碰撞等影响，显著减少了动力减速过程中的推进剂消耗。
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公开(公告)号：CN108408084A
公开(公告)日：2018-08-17
申请号：CN201810167290.7
申请日：2018-02-28
Applicant: 北京控制工程研究所
IPC: B64G1/24
CPC classification number: B64G1/242
Abstract: 本发明提供一种地外天体捕获制动变轨方法、装置及存储介质，属于航天器制导、导航与控制技术领域。本发明实施例提供的地外天体捕获制动变轨方法，通过根据初始轨道信息和目标轨道信息，确定过渡椭圆轨道的偏心率，根据确定的过渡椭圆轨道偏心率确定三次变轨指令，并根据确定的三次变轨指令，分别在三个不同位置依次实现初始轨道至过渡椭圆轨道、与目标轨道共面的椭圆轨道和目标轨道的变轨，实现轨道面内、面外变轨，通过调整过渡椭圆轨道的偏心率可以对三次变轨进行优化，从而调节对应的速度增量，实现对推进剂用量的优化调整。
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Patent Agency Ranking
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公开(公告)号：CN103955223B
公开(公告)日：2017-01-18
申请号：CN201410141703.6
申请日：2014-04-10
Applicant: 北京控制工程研究所
IPC: G05D1/08
Abstract: 一种深空探测软着陆过程的姿轨耦合控制方法，在深空天体软着陆过程中使用变推力摇摆发动机进行姿态控制会对着陆轨迹产生干扰。在线估计出变推力摇摆发动机摆角中用于消除质心偏移的部分，并修正飞行姿态是降低变推力摇摆发动机姿控与轨控耦合的重要措施。本发明首先需要对变推力摇摆发动机的摆角进行在线估计，提取出摆角的稳定分量；然后，利用该摆角稳定分量估值修正目标飞行姿态，使校正后的推力方向与制导律期望的推力方向一致，以主动消除变推力摇摆发动机姿控摆动对制导的影响。本发明能够在姿控的同时最大程度地降低对制导的干扰，即使制导无三方向位置控制能力时，也能尽可能保证飞行轨迹与理想轨迹一致。
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公开(公告)号：CN103017773B
公开(公告)日：2015-08-19
申请号：CN201210516452.6
申请日：2012-11-30
Applicant: 北京控制工程研究所
IPC: G01C21/24
Abstract: 一种基于天体表面特征和天然卫星路标的环绕段导航方法，在进行导航过程中，首先由陀螺和星敏感器进行惯性姿态估计；根据加速度计测量，结合惯性姿态估计值，利用动力学方程进行探测器位置、速度外推；接下来，以一定间隔，利用导航相机按照序列对若干路标进行拍摄，识别出路标点的图像坐标，路标点的可选范围包括深空天体表面的已知地貌和天体的天然卫星，观测序列根据不同轨道高度和光照条件制定；以路标点的图像坐标作为测量，以外推的探测器位置、速度为基础，使用扩展卡尔曼滤波估计并修正探测器位置、速度；重复上述步骤，完成导航解算。本发明扩大了环绕段光学导航路标点选择的范围，提高了导航系统的灵活性和精度。
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公开(公告)号：CN104103070B
公开(公告)日：2015-07-08
申请号：CN201410225479.9
申请日：2014-05-26
Applicant: 北京控制工程研究所
IPC: G06T7/00
Abstract: 一种基于光学图像的着陆点选取方法，首先利用光学成像敏感器获取着陆区域的光学图像，并划分成网格，将每个网格的中心作为待选着陆点。然后对所有像素点按照K均值聚类的方法进行分类，将分类结果中最亮类和最暗类中的所有像素点作为障碍点。随后对于每一个网格，搜索区域障碍点的个数，在求取搜索区域灰度均方差的基础上，计算得到每个待选着陆点对应的安全度数值。对安全度数值从小到大排序并选取前J个对应的待选着陆点为初定着陆点，并对安全度数值归一化处理，然后计算J个区待选着陆点对应的燃料消耗值并归一化处理。最后综合安全度数值和燃料消耗值，确定出最终的着陆点。本发明方法计算量小，精度高，适用于着陆器的实时着陆计算。
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公开(公告)号：CN103674034A
公开(公告)日：2014-03-26
申请号：CN201310739877.8
申请日：2013-12-26
Applicant: 北京控制工程研究所
IPC: G01C21/24
Abstract: 多波束测速测距修正的鲁棒导航方法，首先进行惯导计算，然后进行测距修正，接下来进行速度修正，测距修正采用的信息源为测距敏感器；速度修正的信号源分为两种，一种是测距信号，另一种是测速信号：当测距信号有效，并且飞行高度符合测速修正引入范围时，将连续两次测距信号求解的高度进行差分，获得重力方向的速度；当测速信号有效，且飞行高度符合测速修正引入范围时，直接获得沿测速敏感器波束方向的速度。然后利用惯导前两个周期的速度计算推算测距或测速信号对应时刻的着陆器惯性速度，之后转换为相对月面的速度并投影到高度方向或测速波束方向。本发明简单实用,可靠性高，保证了导航全程的高精度。
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