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[发明专利]一种激光雷达目标点云仿真模拟器及仿真模拟方法-CN202211678504.X在审
发明人：徐晨;刘昌昊;徐文涛;刘礼城;邵若薇;李鹏程 -专利权人：上海航天控制技术研究所
申请日： 2022-12-26 - 公布日： 2023-04-04 - 主分类号： G06F9/455 文献下载
摘要：一种激光雷达目标点云仿真模拟器及仿真模拟方法，系统计算机平台运行点云仿真软件，通过网络接口接收来自动力学仿真下位机的目标与激光雷达的相对位置和相对姿态信息，点云仿真软件对点云坐标进行转换，根据相对位置筛选出激光雷达视场中能测量到的点云数据，剔除被遮挡的部分点云，点云仿真软件根据与目标的相对距离对点云进行二次采样，实现对激光雷达测量到点云密度的动态调整，点云仿真软件遍历所有点云后，生成旋转后的完整点云传输给激光导航雷达。本发明解决了激光雷达硬件在环的评估点云配准算法的数字仿真测试问题，能够实时生成点云数据传输给激光雷达信息处理板，并能开环或闭环评估激光雷达点云配准算法的鲁棒性和配准精度。
一种激光雷达目标仿真模拟器模拟方法

[发明专利]基于绝对姿态递推修正的交会对接敏感器数据预处理方法-CN202211597877.4在审
发明人： 刘礼城;张世源;徐文涛;张丽敏;朱宇盟 -专利权人：上海航天控制技术研究所
申请日： 2022-12-12 - 公布日： 2023-03-28 - 主分类号： G01C21/20 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于绝对姿态递推修正的交会对接敏感器数据预处理方法，通过设置于追踪航天器上的交会对接敏感器输出带有时标的相对测量数据，即目标航天器与追踪航天器之间相对位置和相对姿态；在结合测量数据时标与相对导航计算的时刻差，对追踪航天器和目标航天器绝对姿态及目标航天器轨道系到惯性系的转换矩阵进行递推修正，并进一步对交会对接敏感器输出的相对测量数据进行延迟的补偿预处理，降低延迟对相对导航精度和稳定性的影响。本发明提供的基于绝对姿态递推修正的交会对接敏感器数据预处理方法，可以应用于交会对接任务中交会对接敏感器的单机数据预处理，方法简单，流程清晰，易于实践，具有推广价值。
基于绝对姿态修正交会对接敏感数据预处理方法

[发明专利]一种光学类跟瞄单机半物理闭环测试系统及方法-CN202210523120.4在审
发明人：李同顺;刘礼城;卢山;刘昌昊;龚思进;朱文山;徐晨;王焕杰 -专利权人：上海航天控制技术研究所
申请日： 2022-05-13 - 公布日： 2022-09-02 - 主分类号： G05B17/02 文献下载
摘要：一种光学类跟瞄单机半物理闭环测试系统及方法，测试系统的组成包括：光学类跟瞄单机、星载控制计算机、动力学仿真机、光学类跟瞄单机模拟器、模拟数管计算机、遥测显示终端计算机、数据库及电源。测试方法的步骤包括：半物理闭环测试系统搭建、地面设备及星载控制计算机运行、光学类跟瞄单机输出测量数据、光学类跟瞄单机测量数据接入半物理闭环测试系统和光学类跟瞄单机闭环半物理测试方法性能评估。本发明利用光学类跟瞄单机模拟器，对内部算法的功能进行有效性的验证，此外，将单机数据通过该套半物理闭环测试系统接入控制系统闭环，对单机与控制系统的匹配性及控制系统的性能及鲁棒性进行充分的测试，可用于在轨服务任务地面半物理闭环测试。
一种光学单机物理闭环测试系统方法

[发明专利]一种相对位姿测量单机性能测试方法及系统-CN202010130401.4有效
发明人：詹鹏宇;陈敏花;王焕杰;李辉雄;刘礼城;张晓彤;罗洁 -专利权人：上海航天控制技术研究所
申请日： 2020-02-28 - 公布日： 2022-03-04 - 主分类号： G01C25/00 文献下载
摘要：本发明的一种相对位姿测量单机性能测试方法及系统，解决常规的相对位姿测量单机在进行地面性能测试验证之前，首先要进行测量单机安装标定以及体目标安装标定，确定出两者的安装矩阵的问题，同时解决在性能考核时，考虑安装矩阵将测量数据进行处理，然后与试验平台实时输出的真值进行比较以进行单机的精度考核，这样的单机性能测试手段依赖于标定设备的问题，本发明公布的一种相对位姿测量单机性能测试方法，通过确定一个初始零位，测量输出相对初始零位的相对位姿数据以考核单机的性能指标，考核过程中无需复杂的初始标定过程。
一种相对测量单机性能测试方法系统

[发明专利]基于时间对准的间接滤波相对导航方法及系统-CN202010129670.9有效
发明人： 刘礼城;徐晨;艾奇;张晓彤;王焕杰;方圆 -专利权人：上海航天控制技术研究所
申请日： 2020-02-28 - 公布日： 2022-03-04 - 主分类号： G01C21/20 文献下载
摘要：本发明公开一种基于时间对准的间接滤波相对导航方法及系统，利用测量单机对目标星进行相对测量，对相对测量的结果进行滤波处理，便可以得到需要的相对导航信息。测量单机的输出频率与导航滤波算法周期的不一致，导致数据之间存延时，通过对两者的时间进行对准，降低延迟对导航滤波算法精度的影响；受限于测量范围的限制，通常追踪星在超近距离段会配备多台测量单机，每台测量单机输出的相对测量信息的定于不一致，为了在切换不同测量单机进行相对导航滤波的过程中，导航算法不需要重新收敛，对不同测量单机的输出量进行预先处理，使用间接滤波的方法进行相对导航的滤波输出。
基于时间对准间接滤波相对导航方法系统

[发明专利]基于扩张观测器与辅助信息估计的机动目标相对导航方法-CN202010176307.2有效
发明人：刘付成;张晓彤;张丽敏;刘礼城;詹鹏宇;吕若宁 -专利权人：上海航天控制技术研究所
申请日： 2020-03-13 - 公布日： 2022-03-04 - 主分类号： G01C21/20 文献下载
摘要：基于扩张观测器与辅助信息估计的机动目标相对导航方法，包括如下步骤：步骤一、建立两星的轨道动力学状态方程和观测方程；步骤二、根据操控飞行器和目标飞行器之间的绳系作用力解算绳系拖曳力造成的目标飞行器加速度；步骤三、将两星相对加速度作为增加的状态量，建立扩张观测器；步骤四、求解扩张观测器，实现在对目标飞行器机动加速度未知的情况下对两星相对位置速度的准确估计。本发明在不需要增加跟瞄设备测量信息的前提下，实现对机动目标位置速度的准确估计，提高了采用绳系装置对空间碎片进行拖曳过程中的相对导航精度。
基于扩张观测器辅助信息估计机动目标相对导航方法

[发明专利]一种航天器在轨操作系统对准式手眼标定方法-CN202010129674.7有效
发明人：侯月阳;林新迪;卢山;刘礼城;尹俊雄;王奉文;张竞天 -专利权人：上海航天控制技术研究所
申请日： 2020-02-28 - 公布日： 2021-12-07 - 主分类号： B64G4/00 文献下载
摘要：一种航天器在轨操作系统对准式手眼标定方法，属于空间机器人技术领域。本发明包括如下步骤：进行手眼标定时，把对准轴放置在适配孔里，手眼相机观测手眼标定板上排孔，然后通过已标定的手眼相机测量手眼标定板上的排孔坐标系在手眼相机坐标系下的位置关系，再根据手眼标定板上的排孔与适配孔之间的相对位置关系，以及对准轴与适配孔之间精确的配合关系，进而获得手眼相机坐标系与对准轴坐标系之间的变换关系，即手眼关系。通过手眼标定，把机械臂的对准轴与已标定的视觉测量系统建立联系，即可以获得对准轴坐标系到相机坐标系之间的关系。
一种航天器操作系统对准手眼标定方法

[发明专利]基于三维点云数据库模型的单目视觉测量与地面试验方法-CN201911066303.2有效
发明人： 刘礼城;张丽敏;张晓彤;卢山;王焕杰;徐帷 -专利权人：上海航天控制技术研究所
申请日： 2019-11-04 - 公布日： 2021-10-29 - 主分类号： G01C11/04 文献下载
摘要：本发明公开一种基于三维点云数据库模型的单目视觉测量与地面试验方法，目标的位置和姿态发生变化时，其在相机中的成像也会发生变化；利用三维重建得到目标的三维点云数据，通过相机标定得到相机的参数，采用OpenGL技术渲染生成目标模拟图像；通过构建模拟图像与实拍图像的关系实时确定目标的位置和姿态；地面试验设备包含分别用来安装目标模型及测量所使用的相机的两个试验台及其控制台，通过控制两个试验台的平动和转动来模拟太空环境中目标和飞行器的相对运动；将相机测量输出的位置和姿态与控制台的控制数据进行比较，进行地面试验验证。本发明可应用于空间失控失稳目标的在轨维修与服务，方法简单、精度高，流程清晰，易于实践，具有推广价值。
基于三维数据库模型目视测量地面试验方法

[发明专利]一种基于电推轨道转移的姿态控制方法及系统-CN202010128895.2有效
发明人：王焕杰;李辉雄;徐晨;张晓彤;刘礼城;刘禹 -专利权人：上海航天控制技术研究所
申请日： 2020-02-28 - 公布日： 2021-10-01 - 主分类号： B64G1/24 文献下载
摘要：本发明一种基于电推轨道转移的姿态控制方法及系统，可应用于持续推力作用的长期轨道转移任务，在深空探测等需要进行长时间小推力轨道转移任务中，为了保证轨道控制精度，需要保证平台姿态时时跟踪变轨期望姿态。为了降低长期轨道转移中的燃耗，姿态控制尽可能基于电推进行。本文针对配有单框架控制力矩陀螺群(SGCMGs,single gimbal control moment gyros)和电推二维矢量机构的飞行器，提出了一种电推转移过程中的姿态控制策略，由力矩陀螺进行X轴的姿态控制，由二维矢量机构和电推配合进行Y/Z轴的姿态控制，实现尽可能在节省燃耗的基础上实现飞行器的姿态控制任务。
一种基于轨道转移姿态控制方法系统

[发明专利]多模融合的旋转目标接近停靠抓捕地面试验系统及方法-CN201911017550.3有效
发明人：徐帷;侯月阳;卢山;刘礼城;罗洁;王奉文 -专利权人：上海航天控制技术研究所
申请日： 2019-10-24 - 公布日： 2021-07-30 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：本发明提供的一种多模融合的旋转目标接近停靠抓捕地面试验系统及方法中，由平台运动控制系统设置并监测卫星模拟器的运动参数；由抓捕操作控制系统对目标进行捕获锁紧及抓取操作；由多模融合目标状态感知系统融合多模式的目标状态感知策略及对应敏感设备，对卫星模拟器、机械臂实现运动状态监测；由视景实时仿真系统将卫星模拟器、机械臂在地面的运动情况还原成描述真实在轨相对运动情况的轨道和姿态参数，通过视景仿真软件进行实时模拟显示。本发明可基于数学和半物理相结合的方式对超近距离段空间非合作目标存在复杂相对运动情况下的相对测量、相对运动控制技术及抓捕操作方法进行地面集成验证。
融合旋转目标接近停靠抓捕地面试验系统方法

[发明专利]结合激光点阵和偏振视觉的双目三维成像方法-CN201911285489.0在审
发明人：陆健;刘晓刚;刘礼城;林新迪;张宏超 -专利权人：南京理工大学;上海航天控制技术研究所
申请日： 2019-12-13 - 公布日： 2020-05-08 - 主分类号： G01C11/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种结合激光点阵和偏振视觉的双目三维成像方法，将随机点阵激光模组形成的激光点阵投影作用到目标物体上，利用镜片组模块滤波减少环境光的干扰并抑制部分耀光，最后用双目偏振相机捕获有效目标图像对，对两幅图像进行点匹配，然后计算视差和三维坐标形成目标表面三维点云图像。本发明用偏振相机取代普通可见光相机，利用滤波片抑制背景光，利用偏振成像抑制表面耀光，减少图像中光斑覆盖的所有像素点中的饱和点数量从而提高了光斑中心的计算精度，克服了传统双目视觉系统的缺点，使得该方法能作用于类似金属的表面光滑低纹理高反光目标。
结合激光点阵偏振视觉双目三维成像方法

[发明专利]旋转目标超近程相对导航地面闭环测试方法-CN201911081960.4在审
发明人：武静;王焕杰;张丽敏;刘礼城;张晓彤;詹鹏宇;徐晨;黄用 -专利权人：上海航天控制技术研究所
申请日： 2019-11-07 - 公布日： 2020-03-06 - 主分类号： B64G7/00 文献下载
摘要：本发明公开了旋转目标超近程相对导航地面闭环测试方法，包括如下步骤：步骤1，在实时仿真系统上建立目标星和任务星的动力学模型，并输出两星的位置、姿态信息；步骤2，对两星的运动状态进行模拟，具体包含：步骤2.1，将目标星模拟器和任务星模拟器安装在双六自由度运动模拟系统上；步骤2.2，将安装有目标星模拟器和任务星模拟器的双六自由度运动模拟系统置于微波暗室中，微波暗室设有太阳模拟器，用于模拟太阳光对目标星的不同照射条件；步骤2.3，以步骤1输出的两星的位置、姿态信息驱动双六自由度运动模拟系统同时产生目标星模拟器和任务星模拟器的平动运动和转动运动，实现对两星运动状态的模拟；步骤3，对导航性能进行评估。
旋转目标近程相对导航地面闭环测试方法

[发明专利]一种微卫星集群在轨自主组装的大规模飞行器及使用方法-CN201811514153.2在审
发明人：韩飞;刘付成;吴鹏飞;刘礼城;朱婧文;张晓彤;田欢 -专利权人：上海航天控制技术研究所
申请日： 2018-12-11 - 公布日： 2019-05-17 - 主分类号： B64G1/10 文献下载
摘要：本发明公开了一种微卫星集群在轨自主组装的大规模飞行器，该大规模飞行器由数千颗单元星、1颗中心星和1颗馈源星通过在轨自主组装和精密编队的方式构成；所述每颗单元星安装有三根可伸缩电磁对接杆，实现与三颗相邻单元星的机械对接，并在对接后实现星间有线能源和信息传输；数千颗所述单元星通过所述电磁对接杆组装构成大口径多功能天线面；所述中心星通过6根可伸缩电磁对接杆，与6颗单元星对接，并组装在天线面中心位置，作为整个大规模飞行器的信息、能源、控制中心；所述馈源星与所述天线面构成精密编队，精确保持在天线面型的焦点处。本发明避免了超大口径天线的在轨展开与构型保持难题。
飞行器组装对接杆可伸缩天线面微卫星集群馈源天线精密多功能天线超大口径构型保持控制中心相邻单元信息传输大口径焦点处面型能源

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