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基于四元数和航天器姿轨信息的相对位姿确定算法
  • ISSN号:1000-2758
  • 期刊名称:西北工业大学学报
  • 时间:0
  • 页码:321-325
  • 语言:中文
  • 分类:V249.32[航空宇航科学与技术—飞行器设计;航空宇航科学技术]
  • 作者机构:[1]西北工业大学航天学院,陕西西安710072, [2]河南理工大学,焦作454003
  • 相关基金:国家自然科学基金(10402034,60575021)资助
  • 相关项目:基于分形几何和双目视觉的空间目标相对定轨/定姿算法研究
中文摘要:

航天器间的相对位姿确定是航天器编队飞行、交会与对接、捕获与维护等重大航天任务的关键技术。基于图像信息的相对位姿确定是目前国内外研究的热点,是解决航天器相对位姿确定问题的有效方法。文中在航天器姿态动力学、机器视觉理论基础上,提出基于四元数和航天器姿轨信息的相对位姿确定算法。在定姿方面,该算法采用了四元数法,与传统的Hall算法相比,降低了雅可比矩阵的阶数,从而减小了计算量;另外,在基于四元数算法的最小二乘估计中,该算法充分利用了航天器姿轨信息作为初始值,减少了计算的迭代次数,提高了算法的效率。

英文摘要:

Aim. There already exists Hall algorithm for positioning and posing according to Ref. 3 by X. A. Quintana. We now propose a new algorithm that we believe is better than Hall's. In the full paper, we explain in some detail our algorithm; in this abstract, we just add some pertinent remarks to listing the two topics of explanation. The first topic is: quaternion based method for determining position and attitude. Its two subtopics are: the quaternion based description of the rotational transformation for three dimensional bodies (subtopic 1.1), the camera model and the basic equation for machine vision for determining position and attitude (subtopic 1.2) and the quaternion based model for determining position and attitude by machine vision (subtopic 1.3). In subtopic 1.3, the initial position values are calculated by eq. (16) in the full paper; eq. (16) is based on Taylor expansion and least squares method. The second topic is. the algorithm for relative positioning and posing based on quaternion and spacecraft orbit and attitude information. Finally we give an example of numerical simulation, whose results are given in Figs. 2 through 8 in the full paper. These results show preliminarily that our proposed algorithm is much faster than Hall' s.

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期刊信息
  • 《西北工业大学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中华人民共和国工业和信息化部
  • 主办单位:西北工业大学
  • 主编:胡沛泉
  • 地址:西安市友谊西路127号(西工大校园158号信箱)
  • 邮编:710072
  • 邮箱:xuebao@mwpu.edu.cn
  • 电话:029-88495455
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-2758
  • 国内统一刊号:ISSN:61-1070/T
  • 邮发代号:52-182
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:10173