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基于立体视觉的非合作航天器超近距离相对导航
  • ISSN号:1006-1576
  • 期刊名称:兵工自动化
  • 时间:2014.4.15
  • 页码:92-96
  • 分类:TJ86[兵器科学与技术—武器系统与运用工程]
  • 作者机构:[1]南京航空航天大学自动化学院,南京210016, [2]南京航空航天大学航天学院,南京210016, [3]中国航天恒星科技有限公司,北京100086
  • 相关基金:国家自然科学基金(61203197);中国航天科技集团公司卫星应用研究院开放基金
  • 相关项目:运动模型/立体视觉深组合的非合作航天器超近距相对导航
中文摘要:

为实现空间中无法直接获取位姿信息的非合作航天器的相对导航,在充分考虑目标星在空间中做自由翻滚的前提下,提出一种基于立体视觉的超近距离非合作航天器相对导航理论。根据相对位姿动力学模型推导其状态方程,利用立体视觉系统提供观测数据,在此基础上设计扩展卡尔曼滤波器,确定目标卫星相对于追踪星的相对位置,相对速度和角速度,从而优化和引导机械臂捕获目标航天器,并通过实例进行仿真验证。仿真结果表明:该方法对相对位置的估计精度优于0.01m,相对姿态精度优于0.02°,能有效提高超近距离非合作航天器相对导航的精度。

英文摘要:

For realizing relative navigation of non-cooperative spacecrafts which can't acquire position and attitude information, considering target star free to tumble at space, proposes a theory that super close relative position and attitude determination between non-cooperative spacecrafts based on stereo vision. According to relative position and attitude dynamics model, deduce state equation, use stereo vision system to provide observation data. Based on this, design extended Kalman filter. Ensure relative position of relative satellite to tracking star, relative speed and angular velocity. Optimize and guide manipulator to capture the target spacecraft, then use example to carry out simulation verification. The simulation results show the stability of designed system, and the estimation accuracy of relative position in this paper is better than 0:01 m, accuracy of relative attitude reaches 0.02°. The filtering algorithms in this paper can effectively improve the accuracy of ultra-close relative navigation for non-cooperative spacecraft.

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期刊信息
  • 《兵工自动化》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国兵器装备集团公司
  • 主办单位:中国兵器工业第58研究所
  • 主编:黄荔
  • 地址:四川省绵阳市仙人路二段七号
  • 邮编:621000
  • 邮箱:bgzdh@58suo.com
  • 电话:0816-2282073 2278175
  • 国际标准刊号:ISSN:1006-1576
  • 国内统一刊号:ISSN:51-1419/TP
  • 邮发代号:62-301
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 被引量:9121