软捕获问题的凸规划

我们提出了一种用于非合作翻滚空间物体软捕获的快速轨迹优化算法。我们的算法为六自由度在轨服务航天器生成安全、动力学可行且燃料最优的轨迹，以在服务航天器与目标体的预定位置之间实现软捕获（接触时相对速度趋近于零）。我们通过施加视场约束的凸松弛来求解一个凸问题，随后利用序列凸规划修正轨迹以避免碰撞。这些优化问题可用标准的二阶锥规划求解器求解，使得该算法快速且适合在飞行软件中实现。我们在高达 10°/s 的物体翻滚率范围内的仿真中展示了算法的性能与鲁棒性。