空间机器人目标捕获过程中碰撞运动分析

针对空间机器人目标捕获过程中的碰撞问题,提出了一种碰撞运动分析算法.基于空间机器人运动学和动力学模型,利用碰撞过程中产生冲量的原理建立了碰撞动力学模型.针对具体的碰撞模型,利用空间解析几何的方法进行了空间机器人与目标物之间的碰撞检测,设计了碰撞发生后机器人的运动分析算法.最后,通过仿真实验验证了该算法的正确性和适用性.

脉冲激光周向探测地面目标捕获建模与仿真

针对对地攻击火箭弹单发毁伤概率低的问题,设计了一种激光周向探测系统,旨在提高对地攻击火箭弹的目标捕获概率。推导了平面目标脉冲激光回波波形的解析式及最小可探测光功率,并结合对地攻击火箭弹的末端弹道特性,建立了激光周向探测系统的弹目交会模型。运用蒙特卡罗算法仿真分析了对地攻击火箭弹采用不同探测系统时目标捕获概率随脉冲激光重复频率和扫描转速的变化规律,探讨了弹速和命中精度对于目标捕获概率的影响,获得最佳激光重复频率与扫描转速。仿真结果表明:当脉冲激光重复频率为5 kHz,扫描转速为10000r/min时能实现目标的有效捕获;采用激光周向探测系统能有效提高目标捕获概率,提升单发毁伤效能,为激光周向探测系统在对地攻击火箭弹上的应用提供了理论依据。

一种用于空间目标捕获的宽视场可见光光学系统的设计

设计了一种对空间目标进行捕获并跟踪的可见光相机的光学系统.该成像系统采用了7组共8片的复杂化双高斯结构,焦距40.65mm,相对孔径为1/1.7,全视场角28°,光谱范围为可见光谱段.该系统可完成对空间目标的捕获和跟踪测量任务,并提供目标图像信息.针对大视场大相对孔径的空间目标探测要求提出了光学系统参量的确定方法,结合设计实例给出一种双高斯向反远距演变的设计思路.

捷联激光制导弹药末段全弹道目标捕获仿真

针对增程单兵火箭弹由于弹道低伸和末段弹道时间短的弹道特点对激光末段制导形成的局限,研究捷联激光制导导引头在末段全弹道上的目标捕获域和目标捕获率。建立低伸弹道上激光半主动导引头目标捕获域模型,在不同的火箭弹发射角条件下,对导引头在末段全弹道上的目标捕获域与最小锥形视场进行仿真,分析最小目标捕获域边界由双曲线变为椭圆时的弹道点和视场角,得到导引头的最佳半视场角为5.9°。考虑弹道扰动的影响,通过蒙特卡罗方法计算末段弹道上不同弹道点的导引头目标捕获率,得到在弹道上导引头的最佳起始探测弹道点。为增程单兵火箭弹的制导化提供参考。

超视距防空导弹中末制导交接班时的目标捕获概率研究

中末制导交接班时的目标捕获概率是超视距防空导弹作战过程中的一个重要指标。为了快速计算中末制导交接班时的目标捕获概率,通过将导弹和目标的三维空间散布转换为视线坐标系下弹目相对位置向量的均值和方差,建立了一种红外导引头中末制导交接班时的目标捕获概率解析计算模型,并利用蒙特卡洛方法验证了其有效性。以此模型为基础,采用正交试验方法完成了目标捕获概率的灵敏度分析,极差和方差分析结果均表明,导引头视场角对目标捕获概率的影响最显著,弹目相对位置向量在视线坐标系OyL轴和OzL轴上投影的方差次之。

不确定区域天线扫描目标捕获方法

针对航天测控站天线快速扫描需求与天线机械结构动态性能较低之间的矛盾,设计了天线方位、俯仰角速度正弦变化条件下合成圆周扫描和螺旋扫描轨迹算法,提出了结合目标运动特性选择扫描方式的原则,举例说明了扫描参数计算方法。计算和仿真结果表明,利用所提方法可以将天线加速度控制在天线设计指标以内,目标捕获概率可控。该扫描参数计算方法已经部分应用于我国探月工程。

中程电视指令制导空地导弹目标捕获概率分析与计算

分析了中程空地电视指令制导导弹目标捕获概率的模型,详细描述了导弹中制导误差的估算方法及目标捕获概率的仿真计算方法,并给出了计算实例.为定量分析机载惯导与弹载惯导的性能、弹载惯导传递对准精度对目标捕获概率的影响提供了工具.

空间机器人目标捕获的自适应规划

与地面固定基座机器人不同的是,空间机器人的运动学方程中含有动力学参数。在执行目标捕获任务时,目标动力学参数的不精确会给空间机器人的规划带来致命的影响。针对目标捕获后动力学参数不精确情况下的关节空间规划问题,在建立了自由飘浮空间机器人运动学模型的基础上,给出了雅可比矩阵及其动量守恒方程中的惯性参数以及惯性参数的组合参数线性化的具体形式,提出了一种关节空间的自适应规划方法。以平面二连杆空间机器人为研究对象进行仿真验证。结果表明,所提出的自适应规划方法可以有效降低惯性参数不精确给运动规划带来的影响,为空间机器人执行目标捕获等任务时提供了任务空间内精确轨迹跟踪的能力。

空间机器人目标捕获的零扰动方向分析

空间机器人在执行捕获任务时目标与机械臂的碰撞给基座带来的姿态扰动是致命的。针对目标捕获时基座姿态扰动最小化问题,在建立了自由飘浮空间机器人捕获目标动力学模型的基础上,提出了自由飘浮状态下基座零扰动冲击方向的概念,给出了捕获过程中基座姿态无扰的条件是碰撞冲击力方向与基座零扰动冲击方向一致,并用角动量的分布与传递解释了零扰动冲击方向的物理含义在于机械臂将全部吸收碰撞所带来的附加角动量。最后以平面二连杆空间机器人为研究对象,利用Spacedyn工具箱进行仿真并验证所提出的零扰动规划方法可以有效降低基座姿态扰动。零扰动冲击方向的概念为空间机器人在执行目标捕获、交会对接等任务时选择合理的捕获点与合适的捕获构型提供了依据。

双雷齐射互导概率及目标捕获概率研究

通过分析双雷齐射的全过程,解释了互导产生的原因,分别建立了自导鱼雷平行航向齐射互导和目标攻击的数学模型。采用蒙特卡罗法仿真计算了在不同主航向间距下的齐射双雷互导概率和目标捕获概率,计算了不同的目标航向和航速误差分布对单雷和双雷攻击目标捕获概率的影响。计算结果表明,双雷齐射能更有效的捕获目标,适当的主航向间距能有效避免互导并获得较高的目标捕获概率。

空管二次雷达S模式询问机目标捕获与监视实现方案

提出了一种空管二次雷达S模式询问机捕获与监视空中S模式目标的工程实现方案。方案既考虑了S模式询问机的具体使用条件,又完全符合国际民航组织附件10的相关规定。采用S模式与A/C模式的兼容组合技术实现了过渡时期对空域目标的全面监视,采用自适应随机捕获技术实现空域中S模式目标的捕获和锁定,采用S模式多目标询问时序编排技术实现对同一波束内多个S模式目标的选址询问和监视。该方案已经在实际二次雷达S模式询问机研制过程中得以应用和验证,效果良好。

一种用于高速无人机的对地目标捕获和识别方法

随着高速无人机的应用愈加广泛,高速无人机对地目标的捕获方法也成为研究热点。提出了一种用于高速无人机的对地目标捕获、识别方法。该方法捕获速度快、适用范围广,所需装置简单,使用方便,可克服图像快速刷新,人工引导方法无法及时发现目标、捕获锁定失败等问题,提高了大速高比条件下对地捕获、跟踪的可靠性和便捷性,丰富了无人机对地目标捕获、识别理论。

多目标捕获算法的红外感应型汽车自动制动系统

红外感应型汽车控制中,存在多目标捕获过程延时较长的问题。设计了一种基于多目标捕获算法的红外感应型汽车自动制动系统。系统中设置盘式制动器,并对其内部结构进行分析;针对红外感应型汽车摩擦衬片设置物理权限指标,在规定刹车制动空间内,设置衬片摩擦系数、辅助权限效力参数等,以提升红外感应型汽车自动制动系统的效能;对制动器助力器进行简化,获取助力器在不同工况下的助力值;在该系统中设置红外感应电路感应障碍物,设计多目标捕获算法对障碍物进行捕获,完成红外感应型汽车自动制动系统优化设计。测试结果表明:采用系统可有效提升车辆行驶的安全性,且该系统在遇到多目标障碍物时,相应时延较短,具有一定可行性。

数字图像注入式红外目标捕获跟踪训练仿真

介绍一种利用数字图像注入构建目标环境来完成目标捕获跟踪仿真训练任务的新方法,该方法通过模拟目标的理论航迹,实时接收并解算编码器输出值,同时与目标的运动方程做综合处理,计算出目标的位置信息,最后在背景中合成目标后按照红外图像的格式将数字图像注入到数字图像处理系统中。该方法可以在不开启红外相机的情况下,方便地完成手动及自动跟踪的训练任务,节约了训练成本,并已成功运用到某光电跟瞄设备的仿真训练系统中。

机载光电吊舱外导引下目标捕获技术分析

机载光电吊舱是挂于空中运动载体外部的一种动平台测控装置,利用光电探测系统实现对目标物的搜索、捕获,运动载体本身的运动导致自主捕获能力较弱,需要通过外导引信息辅助进行目标捕获。通过对外导引模式下目标捕获过程进行推导,根据GPS及直升机上的惯导系统给出直升机和目标相对于其惯性空间的位置以及直升机在其惯性空间的姿态角,通过坐标的转换把这些数据转换到吊舱平台坐标系的俯仰和偏航通道,进而控制俯仰力矩电机和偏航力矩电机,达到外导引辅助搜索目标的目的。对推论结果进行误差分析,分析过程和推论结果具有一定的工程实用性。

激光波束扫描与通信目标捕获问题的研究

提出了激光波束扫描与通信目标捕获问题的运动学模型,建立了相应的运动学方程与扫描函数,根据相关变量与高斯函数的分段特性将这个特殊的扫描函数分解为一序列具有紧支集且相互正交的一元二次函数,求得每个函数的零点集,最后合并得到原问题的解。该运动学模型在光通信中有着重要的应用。

基于HLA体系结构的目标捕获跟踪仿真系统设计与实现

HLA是先进分布交互仿真的通用技术框架,近年来在仿真领域受到普遍的关注,具有广阔的发展前景.本文给出了一个基于HLA体系结构的目标捕获跟踪仿真系统的设计与实现,结合应用介绍了基于HLA的分布交互仿真系统的开发过程,为先进分布交互仿真在测控领域的应用打下了良好的技术基础.

3D动画图像中非标记运动运动目标捕获方法研究

传统的运动目标捕获方法在捕获运动目标时,未考虑背景景物的位置差异对3D动画图像中运动目标的影响,导致捕获结果准确性低。为了解决这一问题,研究了一种新的3D动画图像中非标记运动运动目标捕获方法。分割3D动画图像中非标记运动运动目标,将序列分成目标层、过渡层和背景层,对图像运动场的各个运动参数进行估算,得到层次运动模型,从而实现有效分割。建立层次化运动模型分割像素点,设定虚拟人,利用序列法使虚拟人完成3D动画图像中非标记运动运动目标的捕获。实验结果表明,提出方法能够很好地解决具有多组帧间全局运动参数的3D动画图像运动目标捕获的问题,较大程度提高了捕获结果的准确性,并加强了方法的鲁棒性。

视频监控系统目标捕获和跟踪算法研究

视频监控系统目标捕获和跟踪常用算法主要有时域和频域两种跟踪算法。根据视频监控的实时性、可靠性、跟踪定位准确等特点,对时域跟踪算法中相关模板匹配算法进行研究,同时对算法进行了优化,并给出相应的仿真结果。结果表明,算法满足视频监控系统要求。

光电跟踪仪目标捕获过程控制技术研究

在分析光电跟踪仪性能特点的基础上,探讨了目标捕获过程控制技术,基于自适应原理提出了相对速度截止控制方法,经实验验证,效果明显,具有工程实用价值。还介绍了基于位置预计的过程控制方法,并对两种方法及其应用环境进行了比较。