[发明专利]带可动相机探测器的姿态机动规划方法

权利要求书

1.带可动相机探测器的姿态机动规划方法，其特征在于：包括如下步骤，

步骤一：以轨道坐标系当作参考坐标系，在参考坐标系下建立探测器和可动相机的姿态模型；

步骤二：以探测器本体系为参考坐标系，在参考坐标系下建立可动相机的姿态模型；

步骤三：基于步骤一建立的探测器和可动相机的姿态模型和步骤二建立的可动相机的姿态模型，建立可动相机相对探测器运动的有界和指向约束；

步骤四：基于步骤一建立的探测器和可动相机的姿态模型和步骤二建立的可动相机的姿态模型以及步骤三建立的可动相机有界和指向约束，通过随机运动规划算法得到满足有界和指向约束的可动相机的姿态路径，实现带可动相机探测器的姿态机动规划。

2.如权利要求1所述的带可动相机探测器的姿态机动规划方法，其特征在于：还包括步骤五：基于步骤四得到的可动相机的姿态路径，采用优化处理，得到可动相机的姿态路径。

3.如权利要求2所述的带可动相机探测器的姿态机动规划方法，其特征在于：步骤一具体实现方法为，

以轨道坐标系当作参考坐标系，即当探测器的姿态角为零的时候，探测器本体系与轨道坐标系重合；此时探测器和可动相机组合体的角动量由两部分组成，再考虑动量矩定理，得出探测器和可动相机组合体姿态动力学方程：

其中，I_x和ω_x为可动相机相对探测器的转动惯量以及角速度，I是探测器和可动相机组合体的转动惯量，ω是探测器的绝对角速度，是ω的斜矩阵，M_z是探测器本体的控制力矩；

组合体的运动学模型只考虑探测器本体的角速度，姿态参数用四元数表示：

4.如权利要求3所述的带可动相机探测器的姿态机动规划方法，其特征在于：步骤二具体实现方法为，

取探测器本体系为参考坐标系，在参考坐标系中将可动相机当作探测器的第n轴，用四元数形式表示姿态，建立参考坐标系下可动相机的姿态模型，可动相机的姿态运动学和动力学的方程表示如下：

I_xω_x＝T-ω_x×I_xω_x (4)

其中，T为探测器对可动相机的控制力矩，即能够得到可动相机的姿态参数。