| 摘要 | 第4-5页 |
| abstract | 第5-6页 |
| 注释表 | 第12-13页 |
| 缩略词 | 第13-14页 |
| 第一章 绪论 | 第14-25页 |
| 1.1 课题研究背景及意义 | 第14-16页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第16-22页 |
| 1.2.1 同步定位与地图构建的研究 | 第16-18页 |
| 1.2.2 在轨失效航天器的位姿测量的研究 | 第18-20页 |
| 1.2.3 航天器捕获非合作目标的研究 | 第20-22页 |
| 1.2.4 国内外研究现状总结 | 第22页 |
| 1.3 本文主要研究内容 | 第22-25页 |
| 第二章 近距离自主捕获系统方案及失效航天器分析 | 第25-40页 |
| 2.1 引言 | 第25页 |
| 2.2 近距离自主捕获系统总体方案设计 | 第25-27页 |
| 2.2.1 近距离自主捕获系统设计思路及关键技术分析 | 第25-26页 |
| 2.2.2 近距离自主捕获系统方案总体设计 | 第26-27页 |
| 2.3 坐标系、姿态描述及数学模型 | 第27-33页 |
| 2.3.1 坐标系 | 第27-29页 |
| 2.3.2 三维空间刚体转动 | 第29页 |
| 2.3.3 姿态描述方法 | 第29-32页 |
| 2.3.4 姿态动力学方程 | 第32-33页 |
| 2.3.5 姿态运动学方程 | 第33页 |
| 2.4 失效航天器分析 | 第33-37页 |
| 2.4.1 失效航天器的典型机构 | 第33-34页 |
| 2.4.2 失效航天器的动力学建模 | 第34-36页 |
| 2.4.3 失效航天器上典型机构的运动状态分析 | 第36-37页 |
| 2.5 近距离自主捕获方案分析 | 第37-39页 |
| 2.5.1 失效航天器的空间应用环境 | 第37-38页 |
| 2.5.2 近距离自主捕获系统的场景构建 | 第38页 |
| 2.5.3 近距离自主捕获系统的可行性分析 | 第38-39页 |
| 2.6 本章小结 | 第39-40页 |
| 第三章 基于SLAM的失效航天器环境建模研究 | 第40-59页 |
| 3.1 引言 | 第40页 |
| 3.2 基于先验子图检测的同步定位与地图构建的框架设计 | 第40-41页 |
| 3.3 位姿图构建 | 第41-45页 |
| 3.3.1 SLAM问题的数学描述 | 第41-42页 |
| 3.3.2 位姿图构建的总体框架 | 第42-43页 |
| 3.3.3 连续数据关联 | 第43-44页 |
| 3.3.4 构建位姿图 | 第44-45页 |
| 3.4 位姿图优化 | 第45-52页 |
| 3.4.1 基于先验子图检测的位姿优化总体框架 | 第45-46页 |
| 3.4.2 全因子图模型 | 第46-48页 |
| 3.4.3 先验子图检测 | 第48-49页 |
| 3.4.4 回环检测 | 第49-50页 |
| 3.4.5 图优化 | 第50页 |
| 3.4.6 构建地图 | 第50-52页 |
| 3.5 仿真研究 | 第52-58页 |
| 3.5.1 实验环境及过程 | 第52-56页 |
| 3.5.2 实验结果及分析 | 第56-58页 |
| 3.6 本章小结 | 第58-59页 |
| 第四章 失效航天器的识别及位姿估计算法研究 | 第59-71页 |
| 4.1 引言 | 第59页 |
| 4.2 失效航天器的典型机构的识别及位姿估计总体框图 | 第59-60页 |
| 4.3 失效航天器典型机构的识别 | 第60-63页 |
| 4.3.1 点云预处理 | 第60-61页 |
| 4.3.2 法线估计 | 第61页 |
| 4.3.3 点云特征提取 | 第61-62页 |
| 4.3.4 典型机构识别 | 第62-63页 |
| 4.4 失效航天器典型机构的位姿估计 | 第63-67页 |
| 4.4.1 RANSAC初始配准 | 第63-64页 |
| 4.4.2 ICP精配准 | 第64-66页 |
| 4.4.3 位姿优化 | 第66页 |
| 4.4.4 位姿转换 | 第66-67页 |
| 4.5 仿真研究 | 第67-70页 |
| 4.5.1 实验环境及过程 | 第67页 |
| 4.5.2 实验结果分析 | 第67-70页 |
| 4.6 本章小结 | 第70-71页 |
| 第五章 近距离自主捕获策略和路径规划研究 | 第71-84页 |
| 5.1 引言 | 第71页 |
| 5.2 服务航天器捕获失效航天器的总体框架 | 第71-72页 |
| 5.3 服务航天器与失效航天器的相对位姿建模以及捕获策略研究 | 第72-74页 |
| 5.3.1 相对位置动力学建模 | 第72-73页 |
| 5.3.2 相对姿态动力学建模 | 第73页 |
| 5.3.3 失效航天器的捕获策略研究 | 第73-74页 |
| 5.4 服务航天器接近失效航天器阶段中路径规划研究 | 第74-81页 |
| 5.4.1 路径规划问题描述及约束条件 | 第75页 |
| 5.4.2 A*算法的基本原理 | 第75-77页 |
| 5.4.3 基于A*算法的路径规划 | 第77-78页 |
| 5.4.4 基于APF改进的A*算法的路径规划 | 第78-81页 |
| 5.5 仿真研究 | 第81-83页 |
| 5.5.1 实验环境及过程 | 第81-82页 |
| 5.5.2 实验结果分析 | 第82-83页 |
| 5.6 本章小结 | 第83-84页 |
| 第六章 总结与展望 | 第84-86页 |
| 6.1 全文工作总结 | 第84-85页 |
| 6.2 后续研究工作展望 | 第85-86页 |
| 参考文献 | 第86-92页 |
| 致谢 | 第92-93页 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 | 第93页 |
