月球表面巡视探测GNC技术

嫦娥三号巡视器是中国首个地外天体表面巡视探测器,其制导、导航及控制(GNC)技术与地球卫星等航天器完全不同.探测器实现月表巡视探测需要在地外天体表面确定自身位置、航向及姿态,识别周围地形环境并寻找安全路径,控制巡视器沿规划路径安全行驶等.本文针对嫦娥三号巡视器月面巡视对GNC系统的任务要求及工作性能,对月面自主导航定姿定位、协调运动控制、环境感知、路径规划、激光探测避障以及地面试验等重要技术环节进行了分析,研究月面制导、导航与控制特性并进行实验验证,进而对巡视器GNC技术进行了模拟仿真.

一种新的基于Adams与C/C++语言的模块化协同仿真模式

基于多体动力学软件Adams和C/C++语言,提出一种新的模块化协同仿真模式。该模式中协同仿真过程的主控权交由用户程序,Adams动力学仿真流程与C/C++语言的控制仿真流程均作为独立的过程供用户程序调用,实现用户主控的模块化协同仿真,为控制系统的验证、改进与优化奠定基础。该方法在月球车的导航控制系统设计中起到重要作用。

“杀猪盘”网络诈骗犯罪社会网络情报分析研究

假借“恋爱”之名实施诈骗的“杀猪盘”网络组织犯罪,一改传统电信网络诈骗短、平、快的特点,其有序的犯罪流程、明确的内部分工、易逝的犯罪证据、虚假的犯罪信息造成犯罪嫌疑人难以精准定位、侦查工作难以有效切入等困境。社会网络分析从“关系”的角度出发,基于犯罪过程所产生的信息流、资金流、人员流,从而勾勒出“杀猪盘”网络犯罪成员关系图,并以量化的方式剖析犯罪组织的结构与属性特征,为公安机关全面掌握“杀猪盘”犯罪组织的核心成员、整体结构以及行为模式提供有针对性的情报信息。

月球表面巡视探测自主局部避障规划

路径规划是月球表面巡视探测自主导航的重要功能,是提高地外天体表面探测效率和安全性的关键.国外已实现的地外天体表面自主路径规划方法以局部避障为主要目标,不考虑全局目标可达性和完备性,本文针对该问题,提出一种基于地形通过性定量评价和目标可达的综合自主局部避障规划方法,通过对稠密地形数据进行可通过性能的综合评价,并考虑与目标的方位和距离,规划出能够到达目标的避障安全路径.该方法已经成功应用于我国"玉兔号"和"玉兔二号"月球车的自主导航中.

“祝融号”火星车立体视觉算法并行设计与实现

针对地外天体的巡视探测任务,环境感知计算量大影响行走效率的问题,提出了立体视觉算法及并行优化设计与硬件协同来提高效率的方案。通过前向模型一次查表、省略冗余计算、三维点云生成与快速滤波等并行优化算法,立体视觉的计算量显著减少。再通过硬件的并行实现,感知效率比“玉兔二号”提升了8倍。“祝融号”火星车采用该算法自主避障,完成了安全高效的1 km行走距离,飞行在轨验证结果表明该设计在地外天体未知环境和资源约束条件下快速有效,可作为后续深空任务的基石。

星球车导航与动力学联合仿真平台设计研究

针对火星及其他星球探测复杂通过性任务使导航控制系统设计面临的困境,提出星球车导航与动力学联合仿真平台的总体设计思路。基于修正的Bekker理论模型,以MSC.ADAMS软件为基础,通过子程序二次开发,建立含松软土壤环境下轮壤接触星球车动力学模型;采用C++建立交互式并行仿真系统,协同调用动力学模型与导航控制模型并行解算形成联合仿真的闭环系统,实现导航控制系统与动力学模型的无缝链接和并行高效解算。选取合适土壤特性参数,给定导航指令,对星球车特殊工况,如车体抬升、抬轮、蠕动进行仿真,结果表明,平台能够真实实现星球车导航与动力学的联合仿真,为星球车导航控制系统的设计奠定基础。

能力导向视域下公安情报专业课程考核改革研究

教育教学的评价考核是教育成效的“晴雨表”,是引导教育工作发展方向的“指挥棒”,但公安情报专业课程考核理念的滞后、方式与内容的单一片面一定程度上影响了公安院校人才培养质量的提高。本文以能力为导向,对焦新形势下公安工作的现实需要,探究公安情报专业课程考核改革的方式方法,建立以公安情报专业课程特有的专业能力为核心,以普遍能力和学术能力为基础的多元化课程考核模式,从而推动贯彻落实现代化警务人才培养目标,加强学生综合能力的培养,切实提高人才培养质量。

嫦娥三号巡视器GNC及地面试验技术

嫦娥三号巡视器是我国首个实现地外天体表面巡视探测的航天器,其制导导航控制(GNC)技术与地球卫星和飞船等全然不同.嫦娥三号巡视器GNC系统突破了月面自主导航定姿定位和协调运动控制、基于双目立体视觉的自主环境感知、基于地形通过性量化分析的路径规划、基于主动结构光被动视觉的激光探测避障以及地面试验验证等关键技术.在轨飞行试验结果表明,GNC系统实现了既定任务目标,为未来火星等深空巡视探测任务奠定了技术基础.本文对巡视器GNC系统的任务要求、系统组成、功能实现方案及关键技术、工作模式、地面试验验证及在轨飞行情况等方面进行了系统介绍.

祝融号火星车自主环境感知与避障技术

火星表面巡视探测具有环境严苛复杂、先验知识欠缺且计算资源严格受限等特点和约束,自主环境感知与避障是决定自主探测能力的关键.天问一号火星探测任务中,我国首个火星表面巡视探测器祝融号火星车,在有限资源约束下实现了高效自主环境感知、避障规划与操控,显著提高了移动探测效率,平均移动速度较玉兔二号月球车提升近5倍.本文概要介绍了祝融号火星车支持自主感知与避障移动的敏感器配置、移动模式功能和流程,重点阐述了祝融号火星车在严苛资源约束下,为实现自主感知避障移动效率和安全性,在高效感知和避障规划关键技术上的突破,包括基于快速并行处理的双目立体视觉高效感知方法、基于可通行性分析的环境建模和避障规划方法等.最后总结了祝融号火星车在任务期间的自主感知与避障移动探测情况,并提出了关于未来进一步增强火星车自主感知与避障能力的技术发展思考.