空间自旋目标混合EFIR/DFT运动轨迹预测算法

• 作者: 刘正雄 韩冬 鹿振宇 黄攀峰 齐志刚
• 来源期刊: 宇航学报
• 学科: 航空航天
• 关键词: 空间机器人 空间自旋目标 运动轨迹预测 扩展有限冲击响应滤波器 离散傅立叶变换
• 年，卷（期）: 2017,（8）
• 所属期刊栏目: 飞行器设计与力学
• 页码范围: 804-812
• 页数: 9页
• 分类号: V448.2
• 字数: 5276字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3873/j.issn.1000-1328.2017.08.004

摘要

针对自旋目标运动轨迹的跟踪与预测中鲁棒性与时效性问题,本文提出一种在视觉测量目标位姿的基础上,通过混合扩展有限冲击响应(EFIR)/离散傅立叶变换(DFT)估计目标状态与特征参数,进而预测目标轨迹的方法.在视觉相机对目标特征点位姿测量的基础上,将运动过程分解为平动与转动,时域与频域同步估计目标的状态与动力学参数,采用DFT估计与平动相关参量,采用EFIR估计与转动相关参量,根据空间漂浮目标动力学方程,实现在过程噪声与量测噪声未知的复杂条件下对目标轨迹的长期准确预测,并通过地面机器人模拟试验对预测方法的正确性和有效性开展验证.结果表明:利用本文提出的方法实现了对空间自旋目标运动轨迹的准确预测;与传统基于扩展卡尔曼滤波的预测方法相比,在过程噪声、量测噪声未知的条件下,文中提出的方法有效缩短了参数收敛时间,提高了参数估计与轨迹预测精度.