基于时延估计的空间机器人无模型姿态解耦控制

针对空间机器人的基—臂姿态耦合问题,提出一种基于时延估计(TDE)的无模型解耦控制方法,以实现机械臂与基体的协调运动。首先,采用复合刚体动力学建模方法建立系统动力学模型。然后,分析动力学耦合特性,从多输入多输出(MIMO)角度出发,设计基于时延估计的无模型解耦控制器,实现机械臂关节轨迹精准跟踪与基体姿态稳定控制。最后,采用数值仿真方式,对比经典的基于模型解耦控制方法,即计算力矩控制(CTC),结果表明基于时延估计的无模型控制方法不仅效率更高,且解耦效果更好。     

基于深度学习的空间站舱内服务机器人视觉跟踪

为提升舱内跟随服务机器人的任务辅助能力,解决机器人对航天员的视觉跟踪问题,提出了一种基于深度学习和概率模型的人体视觉跟踪算法。利用深度卷积神经网络实现了对穿着多样、姿态任意人体的稳定检测。结合人体检测结果,设计了运动预测概率模型,实现了对指定人员准确、连续的跟踪。算法对包含大多数航天员活动的多个数据集进行了验证。实验结果表明:提出的跟踪算法实现了对穿着多样、姿态任意人体的稳定跟踪,并有效避免了由于穿着相似、遮挡可能造成的误跟踪问题。该算法为空间站舱内跟随服务机器人对航天员的视觉跟踪提供了有效的解决方法。算法基于融合的RGB-D图像,工程上易于构建和实现,也可拓展到其他跟随服务机器人视觉跟踪任务中。     

基于双相关峰检测的C/A码伪距精密估计

采用软件无线电技术和数字信号处理技术，直接对A／D变换后的中频信号进行处理，并得到C／A码的相关曲线。利用曲线拟合方法对相关峰波形进行拟合，进一步确定相关曲线的峰值点位置。同时基于双相关峰检测的伪距估计方法，精确求解C／A码伪距观测值。利用自编的仿真程序包，在Matlab中进行了相应的模拟计算。仿真结果表明当信噪比大于26dB时，可得到毫米数量级的伪距估计精度，能够满足GPS模拟源系统高精度自校的要求。     

基于岭估计理论实现GPS快速定位研究

针对在短时间内 GPS观测方程的法方程容易形成病态的实际 ,探讨用岭估计理论消除其病态性的方法 ,然后用 LAMBDA方法确定其整周模糊度。实验证明 ,对于单频 GPS接收机 ,在 1 min左右 ,利用该技术即可正确确定整周模糊度 ,从而实现厘米级定位     

基于广义互相关算法的遥测时延提取方法研究

在常规靶场导弹试验中,遥测需解算GNSS弹道数据,但数据解算存在一定时延,导致测量弹道滞后现象,如何提取时延并对弹道进行修正是亟需解决的问题。提出一种基于广义互相关算法的时延提取及弹道修正方法,利用相关函数峰值提取时延,进而对遥测弹道进行修正。通过仿真和试验数据验证算法的正确性,弹道误差值由修正前最大约80m修正到小于10m。     

基于周期谱相关的扩频信号时差估计

周期谱相关时差估计法具有较强的抑制噪声和干扰的能力,适应于低信噪比的情况,但其抗噪声和干扰能力完全在于循环频率的选择.提出了运用周期谱特性选择扩频信号循环频率的方法,大大降低了谱相关时差估计算法的计算量.仿真结果表明,该方法是切实可行的.     

基于TDOA/FDOA不相关估计的选择融合定位方法

为提高单独到达时差或频差定位精度,本文首先提出可达TDOA克拉美罗界的TDOA解析解,然后采用最大似然网格搜索算法获得FDOA定位解,最后采用基于TDOA/FDOA不相关估计选择融合的解形成联合解。仿真和理论分析表明:该联合算法定位性能优于单独定位,定位精度在有或无地球约束时均可达联合的克拉美罗界。     

基于门限服务的分布式卫星导航系统通信协议时延分析

分析了应用于铁路、内河水运等领域的分布式区域卫星导航系统通信协议时延。为保障中心站信息的及时传输,采用排队优先权站点门限服务轮询方式共享信道。通过内嵌马尔科夫链的方法,推导出了中心站和一般站的分组平均等待时延,仿真结果验证了理论分析的正确性。理论分析和仿真表明中心站平均等待时延远小于一般站时延,当一般站个数较多时尤其明显。
     

基于相关匹配的弹道中段目标章动角估计

章动角是弹道中段目标的重要进动特征,可用于识别弹头和诱饵。首先提出了基于相关匹配的章动角估计方法,将观测的目标雷达截面积（RCS）序列与不同参数下的RCS序列模板进行相关匹配,搜索匹配函数的最大值,从而得到章动角的估计值。然后给出了具体的实现算法,将初始时刻的采样间隔设置为脉冲重复周期（PRI）的整数倍或1/K（K为整数,且K≥2）,在此基础上减少了匹配函数的计算量,并且可通过单层或多层相关匹配来估计章动角。仿真结果表明,由于RCS测量存在系统误差,相关匹配的章动角估计性能远优于最小二乘匹配。同时分析了全姿态RCS数据的角度采样间隔对相关匹配估计性能的影响。最后比较了多层相关匹配和单层相关匹配的估计性能和计算量。     

基于边缘特征的相位相关简化方法在空间目标运动估值中的应用

提出利用基于图像边缘特征的相位相关简化方法来进行空间目标平移运动的检测。为了能有效抑制噪声和亮度变化的影响，在传统互相关方法的基础上提出一种先提取目标的边缘特征，再利用傅里叶平移特性进行归一化相位相关处理的检测方法，从而实现两幅相似图像间的相对平移矢量的准确估计，它较比时域方法和基于灰度信息的互相关方法能获得更准确的检测结果和更强的噪声抑制能力。同时，为满足系统实时性的要求，还采用了将二维图像映射为一维信号的简化方法，将程序执行时间缩短了4倍。仿真实验结果显示，利用边缘特征的简化方法对于受到严重噪声干扰的空间运动目标具有很好的检测结果，进一步证明了算法的有效性和实用性。     

导弹轨控喷流气动干扰全空域插值方法研究

导弹侧向喷流气动干扰受海拔高度影响显著,主要原因在于雷诺数和压力比会随海拔高度的变化而变化。受大气参数的影响,雷诺数和压力比的变化规律并不一致。为能在现有气动模型基础上既保证插值精度又减少节点数,通过数值模拟方法研究了雷诺数和压力比对轨控喷流气动干扰的影响。结果表明:海拔高度对喷流气动干扰的影响主要由压力比变化造成,雷诺数变化产生的影响相对较小,且喷流干扰与压力比间存在一定的线性关系。因此,提出了一种基于压力比的喷流气动干扰插值方法。相比于传统的基于高度的插值方法,该方法可显著提高插值精度,并减少节点数,适用于全空域轨控喷流气动建模。