[发明专利]基于SLAM技术的航天器相对自主导航系统

摘要

本发明公开了一种基于SLAM技术的航天器相对自主导航系统，包括同步定位与建图部分、目标位姿估计部分、航天器自主导航规划部分和地面仿真系统。本发明的有益效果为：在空间复杂场景下的目标逼近、服务阶段，采用激光雷达作为位姿获取的传感器，精度高、适用范围广，可以解决服务航天器和非合作目标的相对位置姿态测量问题。

主权项

一种基于SLAM技术的航天器相对自主导航系统，其特征在于，包括：同步定位与建图部分、目标位姿估计部分、航天器自主导航规划部分和地面仿真系统；同步定位与建图部分包括激光雷达和惯性测量单位，激光雷达采集空间环境的点云数据，惯性测量单位采集航天器自身的运动数据，通过融合传感器数据，对航天器进行定位，并构建全局地图；目标位姿估计部分对激光雷达获取的点云进行特征点提取、目标识别、位姿估计，并对目标未来时刻的状态进行预测；航天器自主导航规划部分构建航天器在空间环境中进行相对自主导航的坐标系，结合对目标的位姿估计和预测的姿态信息，针对目标任务问题进行数学描述，规划航天器移动到目标的最优路径并在自主移动过程中实时避障，最后超近距离控制目标；地面仿真系统搭建多自由度的气浮台模拟服务航天器，并模拟目标的运动，然后通过实验验证自主导航路径规划的算法。