• 扩展卫星操作寿命
• 稀疏技术风险
• 减少轨道损耗
• 帮助管理轨道碎片

早在1980年代,国家航空航天局就认识到在轨维修对保护空间资产的重要性。

需要自主
当前,轨道卫星维修操作人工执行即由宇航员执行然而,载人任务通常代价高昂,并存在人类安全问题。此外,目前无法为地球同步赤道轨道卫星执行载人上轨服务任务,因为航天飞机无法到达这些卫星。无人操作地面控制任务不可行,原因是通信延迟、间歇性以及地面与服务商带宽有限可行的替代办法是开发自主轨道卫星维修能力

自主性意味着机载控制器能够估计并跟踪目标卫星的配置(定位和定向)并引导机器人操作器接近
卫星2号自控对接位置 3号与卫星对接控制器还应能够处理异常情况,这种情况可能在ARD操作期间发生,同时不损害自身安全或卫星安全。

解决方案:认知控制器架构
并用计算机视觉自动捕捉不合作自由飞卫星

ROSA开发自主卫星抓取控制器卫星捕获控制器通常需要其他感知方式,如全球定位系统、雷达和激光测距器并假设合作目标卫星
况且,据我们所知,它是唯一卫星捕捉控制器,它能评量活动解决异常情况Rosa研究量很大,使用目标卫星配置估计和servo例程由其他伙伴开发

成功故事
罗莎帮助波音赢得1200万美元轨道快车合同

演示
显示系统显示强健完成目标

下图显示Co控机器人臂捕捉自由飞卫星抓取程序由地面站单高命令启动接收命令后系统初始化长程视觉模块启动视觉搜索过程卫星发现后确认身份后,系统引导机器人臂接近卫星长程视觉模块性能下降 机器人臂与卫星分离变小这是因为摄像头安装在终端效果器顶部认知视觉系统启动中程视觉模块长程视觉处理系统完全初始化并“可靠地”跟踪卫星后即关闭(保护电耗)。机器人臂努力匹配卫星线形和角形速度 程序已知站控短程视觉处理启动并发文到地面站关闭卫星姿态控制系统机器人臂不应捕捉姿态控制系统正常运行的卫星,因为这可能会摧毁卫星或机器人臂或两者并发姿态控制系统不激活时 卫星开始滑动机器人臂仍然依赖短程视觉系统收到地面站确认姿态控制系统关闭后 机器人臂进攻杀

错误发生时,例如视觉系统失效时,反应系统立即响应并努力增加与卫星分离缺新感知信息时,系统依赖时间认知和上下文敏感心理状态评分模块使用知识库(1)解释错误2建议恢复

视频中(顶部)内插显示自主代理设计模拟测试-软件框架设计认知视觉系统视图线框表示机器人臂估计的卫星位置通知 卫星估计位置比较精确 当卫星接近机器人臂此外,在没有新概念信息时保留估计位置

斯蒂尔斯
下图中,尽管模拟视觉系统失效,服务员机器人利用卫星认知能力捕捉卫星使用视觉右侧每个框架显示运行控制器代码模拟环境视图模拟环境与网络物理机器人通信线框表示由机器人臂估计的卫星位置卫星3D模型表示卫星实际位置,显示Fanuc机器人臂传感器灰柱表示依遥测信息跟踪机器人终端效果器的方位注意估计位置保持缺新感知信息(Frame3和4)。关闭环境光诱发视觉失效