非合作目標(biāo)識別及多功能捕獲機(jī)構(gòu)的研究.pdf

1、空間非合作目標(biāo)對接技術(shù)作為空間對接技術(shù)中一個重要的研究方向，主要研究本體航天器與未知狀態(tài)的目標(biāo)航天器之間的對接。相比合作對接而言，非合作目標(biāo)對接因目標(biāo)的非合作性，適用范圍更廣、自主性更高、發(fā)展前景更好，但是同時也加大了相關(guān)研究的難度。目前國內(nèi)外的非合作對接機(jī)構(gòu)的研究大多數(shù)處于初始階段，僅有少數(shù)國家進(jìn)行了空間實驗研究。在非合作目標(biāo)對接過程中，高效的識別是對接的前提條件，可靠的對接機(jī)構(gòu)則是對接過程的重要保障。目前國內(nèi)外大多數(shù)空間識別技術(shù)都是

2、基于視覺系統(tǒng)進(jìn)行研究的，同時對接接口單一，針對兩種或兩種以上對接接口進(jìn)行對接的多功能對接機(jī)構(gòu)研究較少，大部分停留在理論研究階段。因此，本文針對視覺采集的圖像進(jìn)行相關(guān)研究，同時針對兩種對接接口設(shè)計了多功能捕獲機(jī)構(gòu)，通過理論分析、仿真和實驗驗證了識別算法的可靠性以及多功能捕獲機(jī)構(gòu)的合理性。
　　本文以視覺系統(tǒng)為基礎(chǔ)，針對圖像進(jìn)行中值濾波的去噪處理，使用Canny算子提取目標(biāo)輪廓，采用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)方法對輪廓進(jìn)行修補(bǔ)，最后以Freeman鏈

3、碼方法記錄邊緣信息，完成對輪廓的信息記錄。
　　本文通過對對接接口以及初始對接條件進(jìn)行分析，設(shè)計了多功能捕獲機(jī)構(gòu)的總體方案以及具體結(jié)構(gòu)，并對關(guān)鍵機(jī)構(gòu)進(jìn)行了相關(guān)的理論分析和計算。
　　建立了多功能對接機(jī)構(gòu)的模型，并對其執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動學(xué)分析，確定末端機(jī)構(gòu)的包絡(luò)范圍，通過理論分析和仿真驗證其捕獲的可行性。同時基于拉格朗日乘子法，建立執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動力學(xué)模型，得到了執(zhí)行機(jī)構(gòu)的各部分參數(shù)與輸入之間的關(guān)系，為后續(xù)研究奠定了理論基礎(chǔ)。在理論