[發明專利]探測器目標著陸區域確定及避障制導方法與裝置

有效

• 申請號: 201810168097.5
• 申請日: 2018-02-28
• 公開（公告）號: CN108594802B
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發明（設計）人: 黃翔宇;徐超;李茂登;郭敏文;魏春嶺;張曉文;胡錦昌;王曉磊;趙宇
• 申請（專利權）人: 北京控制工程研究所
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 范曉毅

1.一種探測器避障制導方法，其特征在于，包括：

當探測器轉入動力下降過程時，獲取天體表面著陸區域圖像，并判斷所述探測器的速度方向與當地垂向方向的夾角是否在預設范圍內；

若是，則根據所述探測器的速度方向，將所述著陸區域圖像劃分成兩個子區域，將障礙物少的子區域作為目標著陸區域；

若否，則以所述著陸區域圖像的幾何中心為中心，將所述著陸區域圖像劃分成四個子區域，將障礙物少的子區域作為目標著陸區域；

根據預設的偏置角、探測器的初始狀態信息及探測器的目標狀態信息，確定發動機開機時間，所述偏置角為發動機推力與所述探測器的速度反方向之間的夾角；

根據所述目標著陸區域及所述的偏置角，確定發動機常推力方向；

根據所述發動機開機時間及發動機常推力方向，發送發動機常推力開機指令以控制發動機進入常推力工作模式實現避障制導；

獲取所述目標著陸區域的圖像，并根據所述目標著陸區域的圖像確定當前安全著陸點位置；

根據所述當前安全著陸點位置、探測器的初始狀態信息及探測器的目標狀態信息，確定發動機變推力大小和方向，以使所述發動機進入變推力工作模式實現變推力制導；其中，所述狀態信息包括重力加速度、高度及速度；

所述根據所述當前安全著陸點位置、探測器的初始狀態信息及探測器的目標狀態信息，確定發動機變推力大小和方向，包括：

根據式(4)，確定發動機制導剩余時間t_go；

根據式(5)，確定發動機變推力F的大小和方向；

其中：a_f、v_f和h_f分別為探測器的目標垂向加速度、目標垂向速度和目標高度，h和dh分別為探測器當前高度和垂向速度，m為探測器的質量，a_tG、v_tG和r_tG分別為探測器在制導坐標系下的目標加速度、目標速度和位置，r_G＝C_GI(r_I-r_LI)，v_G＝C_GIv_BI，C_GI為由慣性坐標系到制導坐標系的轉換矩陣，r_I為探測器慣性位置矢量，r_LI為安全著陸點位置矢量，v_BI為探測器相對天體表面的速度矢量。

2.根據權利要求1所述的探測器避障制導方法，其特征在于，所述根據所述目標著陸區域的圖像確定當前安全著陸點位置，包括：

根據所述目標著陸區域的圖像，確定安全著陸點方向；

根據所述安全著陸點方向計算所述目標著陸區域圖像的成像時刻對應的安全著陸點位置；

根據天體自轉角速度及所述成像時刻對應的安全著陸點位置，計算當前時刻安全著陸點的位置。