月球探测激光传能系统仿真软件设计

根据月球探测对激光无线能量传输的应用需求,提出了月球轨道和月面科研站激光传能两种应用模式,进行了激光无线能量传输仿真软件的需求分析,搭建了激光传能仿真软件架构,进行了全链路激光传能系统建模和仿真软件设计。另外,以月球极区永久阴影区探测为应用背景,进行了1 km距离、300 W电功率的激光传能系统仿真,并依据仿真结果进行了月面激光传能系统设计。该仿真软件的设计开发,可以为激光传能系统的设计提供理论依据和设计参考。

大功率高速激光无线能量信息同传技术

激光通信及激光能量传输技术都以激光为载体,进行空间传输,将能量和携带信息传递给远端设备,在系统构成上具有天然共同点,因此,在同一套系统内实现激光通信/传能两种功能,必将成为未来系统能源信息传输的有效手段,将优化系统构成,提高系统效率。文章研究了激光无线能量信息同传技术,对激光能量信息同传机制、同传机制下激光信号调制解调、高效率光电转换技术,提出高效能量信息同传系统设计方案,研制了火箭地面激光传能通信一体化样机,实现25 m传输距离,激光无线供电461W,激光无线通信速率500Mbps,为下一步高效激光无线能量信息同传系统发展提供解决思路。

月球科研站多光束激光传能系统设计

针对月表阴影区的能源保障需求,提出一种基于多光束发射的激光无线能量协同传输方法,对月面激光无线传能链路效率进行了对比分析,由于808 nm半导体激光器和与之相应的GaAs光电池具有较高的转换效率,更适合距离1 km内激光传能系统。模拟了不同光束质量激光束经光学系统扩束后,发散角调节对于调焦精度的要求,以及远场光强分布,结果表明,基于多个高光束质量激光束的传能系统具有接收端光强分布可调、传输功率可扩展等优势,为面向极区阴影区探测的无线能源保障系统的实现提供理论依据。

车辆导航立体视觉测量技术特征点匹配方法

车辆跟踪定位中的立体视觉算法,特征点匹配计算量大,误匹配概率高,实时性不强。对特征点匹配技术进行了研究,通过分析传统特征点提取方法的不足,提出了基于四边形约束的彩色标示特征点的匹配方法。试验表明,该方法匹配的准确率为100%,计算速度快、适应性强。

激光无线能量传输远场大光斑测试技术

无线能量传输系统作为空间太阳能电站的一个关键部分,其性能直接决定了空间太阳能电站技术的可行性。特别对于激光无线能量传输系统,准确测量激光远场光斑分布是分析和评价激光无线能量传输系统性能的有效手段。针对太阳能发电卫星轨道高、激光传输距离远、接收激光光斑面积大,并且受大气影响,光斑抖动严重,光斑能量分布以及光斑形状测量困难的问题,文章提出了基于光能探测器阵列的大面积激光光斑测试方法,采用光斑分布式测量及能量分布重构方法,完成激光无线能量传输系统远场光斑的测试,具有分布式测量,可灵活布局的特点,通过反演算法能够实现光斑能量密度分布重构,接收激光功率积分求解,光束发散角计算等,功能多样,适应能力强,为激光无线能量传输系统载荷的参数修订,以及在轨飞行任务的评价提供有效依据。

月面巡视探测器的图像分割及识别方法

针对月面巡视探测器的识别技术,通过彩色图像识别的办法解决了在月面环境存在较强阴影区域对月面巡视探测器识别带来的影响,进行了多种彩色图像分割方法的比较,提出了多通道彩色分量融合的图像分割方法,并用线性分类器的模式识别理论对其原理进行了分析,用形态学滤波方法对分割后的图像进行了滤波,并用分割区域标识算法进行了识别区域的标识。试验表明,该方法能够适应各种光照条件的影响,具有较强的鲁棒性,对各种噪声有明显的抑制作用。该方法使彩色图像分割技术变得简单、可靠,并具有一定的通用性,可以应用到未来的月球探测中去。

基于着陆器帮助的月面巡视探测器定位方法研究

提出了以着陆器为基站,采用立体视觉测量技术以及彩色图像分割的方法,进行跟踪测量的月面巡视探测器定位方法,能够对惯导系统加里程计的定位方法进行修正,减小月面巡视探测器的计算工作量。在定位方法的研究中,采用彩色图像分割方法,能够适应各种光照条件的影响,并且运算速度快,能够达到实时图像伺服控制的目的。通过月面巡视探测器上制作特征点及采用模式识别技术,提高了图像匹配概率。通过卡尔曼滤波技术,能够满足任意时刻的月面巡视探测器定位要求。

远距离大容量连续无线功率传输的机遇与挑战

远距离大容量连续无线功率传输是支撑空间太阳能开发利用和碳中和目标实现的未来可行路线之一。首先介绍了远距离连续大功率无线功率传输的应用需求和当前面临的发展机遇,针对具体应用提出了对该技术的具体需求;然后论述了国际范围内远距离连续大功率无线功率传输的最新研究进展。结合发展态势和应用需求,阐述了技术发展到目前所面临的挑战,并针对这些挑战提出了发展建议。

双目视觉技术在目标测量中的应用

给出了一种用于目标空间三维距离、方位信息探测的立体视觉系统实现方法。该系统根据双目视觉原理,利用预制三维标定物对图像获取系统的内、外参数进行标定,求出投影变换矩阵,根据图像识别结果运用灰度模板、连续性假设和对极几何约束进行识别目标的特征匹配,进而获得目标的三维信息。试验结果表明,该方法可以有效地获取目标周边环境的信息。

神舟飞船液路、气路快速断接器的设计

在我国首次载人飞船工程中,液路、气路快速断接器为关键的技术难点之一。本文论述了液、气路断接器作为机械构件设计的一些方法及关键技术,并对该产品研制过程中有关可靠性的问题进行了探讨。

帧差法和Mean shift算法融合的高速无人机目标跟踪

为实时跟踪高速飞行无人机,图像跟踪算法必须满足快速性和准确性要求。文章给出一个融合算法,将帧差法和Mean shift算法的优势结合起来。2个算法平行运行,差帧法实现快速跟踪,Mean shift算法则用于对帧差法结果进行准确度修正。还利用Kalman滤波技术对计算周期内的无人机运动位移进行补偿,进一步提高实时跟踪的准确性,并给出Matlab仿真例子验证本文方法的有效性。

利用着陆器立体视觉对月面巡视探测器定位(英文)

在月面巡视探测器漫游过程中,需要测量月面巡视探测器的位置和姿态信息,以使巡视探测器行驶在规划好的路径上,并确保其安全。定位系统可以采取多种方式。在文章中,利用着陆器立体视觉系统对月面巡视探测器定位方法进行了研究,它采用立体视觉测量技术以及彩色图像分割的方法,进行跟踪测量月面巡视探测器位姿信息,能够对惯导系统加里程计的定位方法进行修正,减小月面巡视探测器的计算工作量。在定位方法的研究中,采用彩色图像分割方法对月面巡视探测器进行识别,能够适应变光照条件,并且运算速度快,达到实时图像伺服控制的目的。通过月面巡视探测器上制作特征点及采用基于四边形约束的特征点匹配方法,提高了图像匹配概率。通过卡尔曼滤波技术,能够满足任意时刻的月面巡视探测器定位要求。

基于产学深度融合的《成型机械》课程构建

基于建立的集教学、科研与生产功能于一体的生产性实训基地,构建了产学深度融合的《成型机械》校本课程。课程的教学目标与职业标准对接,教室与车间一体化,实训与生产实际相结合,学习过程与工作过程相结合,设计了"教、学、做"一体的情境教学内容,构建了与校企合作育人模式相配套的课程体系。

我国月面巡视探测器定位方法研究

月球自动巡视勘查技术中的月面巡视探测器的导航控制,需要研究月面巡视探测器的定位技术。文章通过对国外漫游车定位方法的研究,提出了我国月面巡视探测器在全局坐标系和局部坐标系中进行定位的方法。月面巡视探测器在全局坐标系中的定位可以采用星敏感器以及陆标辨识的方式;局部坐标系的定位可以采用惯性导航系统+里程计以及着陆器帮助下定位和视觉里程计的定位方法。这几种定位方式的组合应用,能够满足月面巡视探测器导航方面的定位要求。

月球着陆器精确定点及安全着陆技术研究(英文)

在未来月球探测中,需要对一些地形复杂的区域进行探测,而在这些区域软着陆,潜在的危险性增加,这就要求着陆时具有较高的定位精度并能够自动避险。当前,由于着陆时定点的误差较大,在小范围安全地域准确着陆很难。研究了一种精确定位、安全的软着陆方式,它在软着陆过程中增加了悬停阶段。在这一阶段中,通过着陆区危险地域的识别、着陆地点位置误差的计算,加上对着陆器横向漂移的控制技术,使着陆地点的精度以及着陆生存率大为提高,能够满足未来月球探测的软着陆要求。

模块航天器间微波无线能量传输技术应用前景及发展建议

无线能量传输技术在宇航领域的应用具有特殊的意义,它可以通过微波或激光,在日食时向卫星短时间供电,解决能源问题对卫星功能和性能的限制。文章在剖析微波无线能量传输机理与特点的基础上,综合国内外相关技术发展现状,展望该技术在航天领域的应用前景,分析关键技术并提出相应的发展建议。

激光无线能量传输机理分析及仿真

文章针对分布式集群飞行器系统能量分配需求,对无线激光能量传输技术进行了研究。分析了无线激光能量传输系统的功能需求,建立了系统框架模型,并针对系统各组成模块进行了设计,分析了无线激光能量传输系统关键技术,并在此基础上对激光传能系统进行了仿真实验验证,获得了理想的光电转换效率。文章系统地研究了激光无线能量传输系统设计,对关键技术进行了全面的总结,为我国分布式集群飞行器系统的发展提供有力支持。

模块航天器间激光无线能量传输系统方案设想

模块化航天器是未来航天器发展的重要方向,模块航天器之间的能量传输是实现模块化功能应用的关键技术。文章针对模块化航天器系统能量分配需求,对无线激光能量传输技术进行了研究。阐述了无线激光能量传输系统的功能组成,建立了系统框架模型,分析了系统的关键技术,并对系统各组成模块进行了初步设计。在此基础上对激光传能系统进行了试验验证,获得了理想的光电转换效率。文章的研究成果可为我国模块航天器的发展提供技术支持。

一种电动无人机的激光射束驱动系统

介绍和分析了国内外无人机无线能量传输系统,在此基础上提出一种用于中小型电动无人机的由地面能量发射机和机载能量接收机组成的激光射束驱动系统,并规划相应的工作模式,以实现电动无人机飞行工作状态下的无线充电。此系统将极大地提高电动无人机的续航能力。

载人航天器气动泄压阀可靠性设计与验证

气动泄压阀是载人航天器气闸舱泄压、生活舱换气的关键单机之一,其可靠性直接关系到航天员出舱活动、在轨生活保障的成败。本文对载人航天器气动泄压阀的可靠性设计、可靠性预计、可靠性试验以及可靠性评估技术进行了介绍,通过一系列可靠性保障措施,使气动泄压阀可靠性得到增长,在载人航天器飞行试验中得到了有效验证。