非合作目標(biāo)識(shí)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(duì)接技術(shù)作為空間對(duì)接技術(shù)中一個(gè)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(duì)接。相比合作對(duì)接而言，非合作目標(biāo)對(duì)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(shí)也加大了相關(guān)研究的難度。目前國(guó)內(nèi)外的非合作對(duì)接機(jī)構(gòu)的研究大多數(shù)處于初始階段，僅有少數(shù)國(guó)家進(jìn)行了空間實(shí)驗(yàn)研究。在非合作目標(biāo)對(duì)接過(guò)程中，高效的識(shí)別是對(duì)接的前提條件，可靠的對(duì)接機(jī)構(gòu)則是對(duì)接過(guò)程的重要保障。目前國(guó)內(nèi)外大多數(shù)空間識(shí)別技術(shù)都是

2、基于視覺(jué)系統(tǒng)進(jìn)行研究的，同時(shí)對(duì)接接口單一，針對(duì)兩種或兩種以上對(duì)接接口進(jìn)行對(duì)接的多功能對(duì)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(duì)視覺(jué)采集的圖像進(jìn)行相關(guān)研究，同時(shí)針對(duì)兩種對(duì)接接口設(shè)計(jì)了多功能捕獲機(jī)構(gòu)，通過(guò)理論分析、仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了識(shí)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(jué)系統(tǒng)為基礎(chǔ)，針對(duì)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(duì)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(duì)輪廓的信息記錄。
　　本文通過(guò)對(duì)對(duì)接接口以及初始對(duì)接條件進(jìn)行分析，設(shè)計(jì)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(duì)關(guān)鍵機(jī)構(gòu)進(jìn)行了相關(guān)的理論分析和計(jì)算。
　　建立了多功能對(duì)接機(jī)構(gòu)的模型，并對(duì)其執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，確定末端機(jī)構(gòu)的包絡(luò)范圍，通過(guò)理論分析和仿真驗(yàn)證其捕獲的可行性。同時(shí)基于拉格朗日乘子法，建立執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)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