CN117207199B - 太空机械臂控制方法、装置、系统、电子设备和存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种太空机械臂控制方法、装置、系统、电子设备和存储介质，涉及航空航天技术领域，其中方法包括：接收航天器发送的机械臂的实时位姿信息；基于航天器与卫星区块链系统中各个卫星节点之间的通信质量参数，确定控制机械臂的第一目标卫星节点；将机械臂的实时位姿信息发送至第一目标卫星节点，由第一目标卫星节点基于实时位姿信息确定机械臂的位姿控制指令，并将位姿控制指令发送至航天器；第一目标卫星节点还用于将实时位姿信息和位姿控制指令发送至各个卫星节点；各个卫星节点用于对机械臂的实时位姿信息和位姿控制指令进行共识后写入卫星区块链系统。本申请提供的方法和装置，实现了对航天器中的机械臂进行长时间的稳定控制。

Description

太空机械臂控制方法、装置、系统、电子设备和存储介质

技术领域

本申请涉及航空航天技术领域，具体而言，涉及一种太空机械臂控制方法、装置、系统、电子设备和存储介质。

背景技术

随着航天技术的不断发展，在轨航天器的应用越来越受到关注，尤其是带有太空实验舱的在轨航天飞行器，它提供的不同于地球上的实验条件和环境对于很多科研领域都很有益。例如实验舱内可以提供微重力环境，在微重力环境中，可以模拟出地球上难以实现的物理现象，例如液体表面张力、浮力、重力场效应等，这对于研究材料科学、生物学、化学等领域具有重要意义。并且，在轨航天器的实验舱可以提供稳定的轨道环境，这对于进行长期实验和观测非常有利。

在实验舱内，通常是借助于机械臂完成太空实验。由于在轨航天器一直在轨道中运行，与地面控制中心之间的空间位置一直在发生变化，通信的稳定性较差，难以完成太空实验。

因此，如何对航天器实验舱中的机械臂进行长时间的稳定控制以完成太空实验成为业界亟待解决的技术问题。

发明内容

本申请提供一种太空机械臂控制方法、装置、系统、电子设备和存储介质，用于解决如何对航天器实验舱中的机械臂进行长时间的稳定控制以完成太空实验的技术问题。

本申请提供一种太空机械臂控制方法，应用于卫星区块链系统，包括：

接收航天器发送的机械臂的实时位姿信息；

基于所述航天器与所述卫星区块链系统中各个卫星节点之间的通信质量参数，确定控制所述机械臂的第一目标卫星节点；

将所述机械臂的实时位姿信息发送至所述第一目标卫星节点，由所述第一目标卫星节点基于所述实时位姿信息确定所述机械臂的位姿控制指令，并将所述位姿控制指令发送至所述航天器；

其中，第一目标卫星节点还用于将所述实时位姿信息和所述位姿控制指令发送至各个卫星节点；各个卫星节点用于对所述机械臂的实时位姿信息和所述位姿控制指令进行共识后写入所述卫星区块链系统。

在一些实施例中，所述接收航天器发送的机械臂的实时位姿信息之前，所述方法还包括：

获取所述航天器的实时飞行位置；

在所述航天器的实时飞行位置满足太空实验条件的情况下，向地面控制中心发送太空实验操作请求；

接收所述地面控制中心发送的太空实验操作开启指令，以及所述机械臂的控制程序；

将所述机械臂的控制程序写入所述卫星区块链系统。

在一些实施例中，所述获取所述航天器的实时飞行位置，包括：

获取多个卫星节点对所述航天器的激光测距结果；

基于所述激光测距结果，对所述航天器的实时飞行位置进行校正。

在一些实施例中，所述基于所述航天器与所述卫星区块链系统中各个卫星节点之间的通信质量参数，确定控制所述机械臂的第一目标卫星节点，包括：

基于所述航天器的实时飞行位置，以及各个卫星节点的实时飞行位置，确定与所述航天器进行通信的多个候选卫星节点；

获取所述多个候选卫星节点与所述航天器之间的通信质量参数；所述通信质量参数包括通信速率、信道容量和通信时延中的至少一种；

基于各个候选卫星节点与所述航天器之间的通信质量参数，确定各个候选卫星节点的通信优先级；

将最高通信优先级对应的候选卫星节点确定为控制所述机械臂的第一目标卫星节点。

在一些实施例中，所述方法还包括：

将所述候选卫星节点确定为代理节点；

基于各个代理节点对所述机械臂的实时位姿信息和所述位姿控制指令进行共识。

在一些实施例中，所述将所述位姿控制指令发送至所述航天器之后，所述方法还包括：

基于各个卫星节点的实时飞行位置，以及地面控制中心的位置，确定各个卫星节点与所述地面控制中心之间的空间距离；

将最小空间距离对应的卫星节点确定为与所述地面控制中心进行信息交互的第二目标卫星节点；所述第二目标卫星节点用于将所述机械臂的实时位姿信息和所述位姿控制指令发送至所述地面控制中心。

本申请提供一种太空机械臂控制装置，应用于卫星区块链系统，包括：

接收单元，用于接收航天器发送的机械臂的实时位姿信息；

确定单元，用于基于所述航天器与所述卫星区块链系统中各个卫星节点之间的通信质量参数，确定控制所述机械臂的第一目标卫星节点；

控制单元，用于将所述机械臂的实时位姿信息发送至所述第一目标卫星节点，由所述第一目标卫星节点基于所述实时位姿信息确定所述机械臂的位姿控制指令，并将所述位姿控制指令发送至所述航天器；

其中，第一目标卫星节点还用于将所述实时位姿信息和所述位姿控制指令发送至各个卫星节点；各个卫星节点用于对所述机械臂的实时位姿信息和所述位姿控制指令进行共识后写入所述卫星区块链系统。

本申请提供一种太空机械臂控制系统，包括航天器和卫星区块链系统；

所述航天器中设置有机械臂；所述机械臂用于进行太空实验操作；

所述卫星区块链系统包括多个卫星节点；所述卫星节点中设置有所述的太空机械臂控制装置。

本申请提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述的太空机械臂控制方法。

本申请提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的太空机械臂控制方法。

本申请提供的太空机械臂控制方法、装置、系统、电子设备和存储介质，应用于卫星区块链系统，通过接收航天器发送的机械臂的实时位姿信息；基于航天器与卫星区块链系统中各个卫星节点之间的通信质量参数，确定控制机械臂的第一目标卫星节点；将机械臂的实时位姿信息发送至第一目标卫星节点，由第一目标卫星节点基于实时位姿信息确定机械臂的位姿控制指令，并将位姿控制指令发送至航天器；由于通过通信质量参数，从卫星区块链系统中的各个卫星节点中选择第一目标卫星节点，对航天器中的机械臂进行位姿控制，使得航天器与卫星区块链系统能够保持长时间的稳定通信，从而实现对航天器中的机械臂进行长时间的远程控制，即使航天器的飞行位置在不断变化，机械臂也能得到实时的稳定的位姿控制，能够完成太空实验，此外，卫星区块链系统中的各个卫星节点均可以对机械臂的实时位姿信息和位姿控制指令等进行存储，均可以实现对机械臂的控制，提高了机械臂远程控制的连续性和稳定性，提高了太空实验操作的准确性。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

为了更清楚地说明本申请或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请提供的太空机械臂控制方法的流程示意图；

图2为本申请提供的太空机械臂控制装置的结构示意图；

图3为本申请提供的太空机械臂控制系统的结构示意图；

图4为本申请提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或模块的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或模块，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或模块。

图1为本申请提供的太空机械臂控制方法的流程示意图，如图1所示，该方法包括步骤110、步骤120和步骤130。

步骤110、接收航天器发送的机械臂的实时位姿信息。

具体地，本申请实施例提供的太空机械臂控制方法的执行主体为卫星区块链系统中的太空机械臂控制装置。卫星区块链系统是由多颗卫星组成的区块链网络，每个卫星构成了卫星区块链系统中的节点，也就是卫星节点。各个卫星节点均设置有参与维护整个区块链系统的计算机或者设备，各个卫星可以进行数据通信和信息同步。卫星的类型可以包括近地轨道卫星和同步轨道卫星等。例如卫星区块链系统可以由近地轨道飞行的多个卫星联网构成。

太空机械臂控制装置可以通过软件形式体现，例如运行在各个卫星节点中的太空机械臂控制程序；也可以通过硬件形式体现，例如设置在各个卫星节点中的独立控制模块。

航天器，又称空间飞行器，是按照天体力学的规律在太空运行，执行探索、开发、利用太空和天体等特定任务的各类飞行器。可以包括运载火箭、火箭发射后在太空飞行的留轨末级或者卫星等。航天器中可以配置实验舱，用于提供太空实验环境。在实验舱可以设置机械臂，用于进行太空实验操作（例如旋转、抓握、移动、按压等）。

实时位姿信息为机械臂在进行太空实验操作时的位置信息和姿态信息。机械臂的实时位姿信息可以是指机械臂在航天器的实验舱内部的位姿信息，例如机械臂在实验舱内进行实验操作时，可以以实验台为原点建立坐标系，确定机械臂相对于实验台的位姿信息；也可以是机械臂在太空中的位姿信息，例如机械臂在实验舱外进行实验操作时，可以根据航天器的实时飞行位置，以及机械臂与航天器之间的相对位姿进行确定机械臂的位姿信息。

机械臂中可以设置角度传感器来获取机械臂的旋转角度，设置距离传感器来获取机械臂的移动距离。这些信息可以经过处理后，由航天器发送至卫星区块链系统。

步骤120、基于航天器与卫星区块链系统中各个卫星节点之间的通信质量参数，确定控制机械臂的第一目标卫星节点。

具体地，通信质量参数用于衡量航天器与各个卫星节点之间的通信质量。第一卫星节点为对航天器中的机械臂进行控制的卫星。

航天器与各个卫星节点运行在不同的飞行轨道上，航天器与各个卫星节点之间的通信距离在实时发生变化，这也导致航天器与各个卫星节点之间的通信质量也在实时发生变化。可以通过通信质量参数，从各个卫星节点中选择通信质量较好的卫星节点作为控制机械臂的第一目标卫星节点。

步骤130、将机械臂的实时位姿信息发送至第一目标卫星节点，由第一目标卫星节点基于实时位姿信息确定机械臂的位姿控制指令，并将位姿控制指令发送至航天器；

其中，第一目标卫星节点还用于将实时位姿信息和位姿控制指令发送至各个卫星节点；各个卫星节点用于对机械臂的实时位姿信息和位姿控制指令进行共识后写入卫星区块链系统。

具体地，在确定第一目标卫星节点后，卫星区块链系统将机械臂的实时位姿信息发送至第一目标卫星节点，由第一目标卫星节点根据机械臂的实时位姿信息，以及机械臂的控制程序，确定机械臂的位姿控制指令，然后通过卫星通信装置发送至航天器，由航天器中的通信装置将位姿控制指令发送至机械臂。位姿控制指令用于对机械臂的运动位姿进行控制，从而实现操作太空实验。

第一目标卫星节点在完成当前次的太空机械臂控制后，还用于将实时位姿信息和位姿控制指令发送至各个卫星节点。各个卫星节点根据区块链中的共识机制对实时位姿信息和位姿控制指令进行共识，在共识结果为通过的情况下，将实时位姿信息和位姿控制指令写入卫星区块链系统，也就是各个卫星节点均对机械臂的实时位姿信息和位姿控制指令进行存储。

此外，航天器还可以将太空实验的过程进行拍照或者摄像，将得到的实验图像或者实验视频一并发送至第一目标卫星节点，由第一目标卫星节点对这些实验图像或者实验视频进行共识后写入卫星区块链系统。

上述控制过程可以随着航天器飞行位置的变化而实时进行。可以将该控制过程分为多个控制轮次。航天器可以根据太空实验的控制需求，按照设定的时间间隔向卫星区块链系统发送机械臂的实时位姿信息。在每个控制轮次中，都根据航天器与卫星区块链系统中各个卫星节点之间的通信质量参数，确定控制机械臂的第一目标卫星节点，由第一目标卫星节点实现对机械臂的姿态控制。

将区块链技术应用到机械臂控制中，可以有效地解决机械臂操作过程中的安全性和可信性问题。具体来说，区块链可以提供以下优点：

（1）安全性：卫星区块链系统采用分布式记账的方式，每个节点都有完整的账本副本，这样可以有效地防止单点故障和黑客攻击。同时，区块链技术还具有不可篡改性，一旦数据被写入区块链，可以有效地防止数据篡改和伪造。

（2）可信性：区块链技术可以提供追溯、不可篡改的数据记录，可以有效地证明机械臂的操作过程和结果，从而保证操作的准确性和可信性。

（3）透明性：区块链技术可以提供公开、透明的数据记录和查询机制，可以有效地保证数据的公开和透明，从而增强操作的透明度和可监督性。

本申请实施例提供的太空机械臂控制方法，应用于卫星区块链系统，通过接收航天器发送的机械臂的实时位姿信息；基于航天器与卫星区块链系统中各个卫星节点之间的通信质量参数，确定控制机械臂的第一目标卫星节点；将机械臂的实时位姿信息发送至第一目标卫星节点，由第一目标卫星节点基于实时位姿信息确定机械臂的位姿控制指令，并将位姿控制指令发送至航天器；由于通过通信质量参数，从卫星区块链系统中的各个卫星节点中选择第一目标卫星节点，对航天器中的机械臂进行位姿控制，使得航天器与卫星区块链系统能够保持长时间的稳定通信，从而实现对航天器中的机械臂进行长时间的远程控制，即使航天器的飞行位置在不断变化，机械臂也能得到实时的稳定的位姿控制，能够完成太空实验，此外，卫星区块链系统中的各个卫星节点均可以对机械臂的实时位姿信息和位姿控制指令等进行存储，均可以实现对机械臂的控制，提高了机械臂远程控制的连续性和稳定性，提高了太空实验操作的准确性。

需要说明的是，本申请每一个实施方式可以自由组合、调换顺序或者单独执行，并不需要依靠或依赖固定的执行顺序。

在一些实施例中，步骤110之前还包括：

获取航天器的实时飞行位置；

在航天器的实时飞行位置满足太空实验条件的情况下，向地面控制中心发送太空实验操作请求；

接收地面控制中心发送的太空实验操作开启指令，以及机械臂的控制程序；

将机械臂的控制程序写入卫星区块链系统。

具体地，太空实验条件包括航天器的飞行高度、飞行速度、与地球或者太阳之间的距离等。

卫星区块链系统可以获取航天器的实时飞行位置，对航天器在实时飞行位置的飞行状态参数等进行判断，如果满足太空实验条件，则向地面控制中心发送太空实验操作请求。地面控制中心是航天器飞行的指挥控制机构，又称航天测控中心，是航天测控和数据采集网的信息收集、交换、处理和控制的中枢。

地面控制中心在接收卫星区块链系统发送的太空实验操作请求后，会对该请求进行有效性验证，例如对航天器的身份、太空实验条件、航天器的实验任务内容等进行验证。在有效性验证结果为通过的情况下，地面控制中心会向卫星区块链系统发送太空实验操作开启指令，用于开始进行太空实验操作，同时将机械臂的控制程序发送至卫星区块链系统。

卫星区块链系统中的任一卫星节点在接收到太空实验操作开启指令以及机械臂的控制程序后，会将机械臂的控制程序写入卫星区块链系统，以使得各个卫星节点都对机械臂的控制程序进行存储。

本申请实施例提供的太空机械臂控制方法，在太空实验操作之前，对航天器的实时飞行位置是否满足太空实验条件进行判断，并向地面控制中心发送操作请求，以获取太空实验操作开启指令和机械臂的控制程序，提高了太空实验操作的安全性。

在一些实施例中，获取航天器的实时飞行位置，包括：

获取多个卫星节点对航天器的激光测距结果；

基于激光测距结果，对航天器的实时飞行位置进行校正。

具体地，卫星区块链系统中的各个卫星节点可以向航天器发送激光脉冲，通过测量激光脉冲从卫星到航天器再返回至卫星的时间差，可以计算出激光测距结果。

由于各个卫星节点的空间位置是可以通过卫星定位装置确定的，根据各个卫星节点与航天器之间的激光测距结果，可以计算得到航天器的卫星定位信息。

航天器中可以设置有惯性测量单元（Inertial Measurement Unit，IMU），用于测量航天器本身的飞行状态参数，例如可以包括加速度、角速度和位置等信息，通过计算和分析这些数据，可以得到航天器的实时飞行位置。

根据卫星节点确定的卫星定位信息，对航天器的实时飞行位置进行校正，可以得到航天器的精确位置和速度等信息。

如果机械臂的实时位姿信息需要借助航天器的实时飞行位置进行计算，则航天器的实时飞行位置越精确，机械臂的实时位姿信息也就越精确，也就能更加精确地执行太空实验操作。

本申请实施例提供的太空机械臂控制方法，通过多个卫星节点对航天器进行激光测距，根据激光测距结果对航天器的实时飞行位置进行校正，提高了航天器定位的准确性，也提高了机械臂定位定姿的准确性，提高了太空实验操作的准确性。

在一些实施例中，步骤120包括：

基于航天器的实时飞行位置，以及各个卫星节点的实时飞行位置，确定与航天器进行通信的多个候选卫星节点；

获取多个候选卫星节点与航天器之间的通信质量参数；通信质量参数包括通信速率、信道容量和通信时延中的至少一种；

基于各个候选卫星节点与航天器之间的通信质量参数，确定各个候选卫星节点的通信优先级；

将最高通信优先级对应的候选卫星节点确定为控制机械臂的第一目标卫星节点。

具体地，可以获取航天器的实时飞行位置，以及各个卫星节点的实时飞行位置，计算航天器与各个卫星节点之间的实时距离。将实时距离小于预设距离阈值的卫星节点确定为与航天器进行通信的候选卫星节点。

在候选卫星节点的数量为多个的情况下，可以获取各个候选卫星节点与航天器之间的通信质量参数。通信质量参数包括通信速率、信道容量和通信时延。

通信速率是指信息传输的速度，可以用比特率来衡量，表示单位时间内传输的比特数量，通信速度越高，通信质量越好。信道容量是指信道所能传输的最大数据量，用于衡量信道的信息传输能力。信道容量越大，通信质量越好。通信时延是指信息从发送端传输到接收端所需的时间。通信时延越小，通信质量越好。

可以根据各个候选卫星节点与航天器之间的通信质量参数，通过加权求和的方式，确定各个候选卫星节点与航天器之间的通信质量评估结果，根据通信质量评估结果确定各个候选卫星节点的通信优先级。

按照通信优先级对各个候选卫星节点进行降序排列，选择最高通信优先级对应的候选卫星节点为第一目标卫星节点。

本申请实施例提供的太空机械臂控制方法，根据各个候选卫星节点与航天器之间的通信质量参数，确定各个候选卫星节点的通信优先级，选择最高通信优先级的候选卫星节点作为第一目标卫星节点，提高了卫星区块链系统与航天器之间的通信质量，使得航天器与卫星区块链系统能够保持长时间的稳定通信。

在一些实施例中，该方法还包括：

将候选卫星节点确定为代理节点；

基于各个代理节点对机械臂的实时位姿信息和位姿控制指令进行共识。

具体地，考虑到卫星区块链系统中的卫星数量较多且均是分布在不同的位置，如果要求各个卫星节点均参与共识，则增加整个卫星区块链系统的通信成本，使得机械臂的控制过程的响应时间较长，降低了航天器机械臂的控制效率。

因此可以采用代理共识的方法，将选出来的多个候选卫星节点直接作为代理节点。由这些代理节点对机械臂的实时位姿信息和位姿控制指令进行共识。共识算法可以包括工作量证明（Proof of Work，PoW）和权益证明 ( Proof of Stake，PoS）等算法。

如果候选卫星节点的数量较多，则可以设定预设数量阈值。根据航天器与各个候选卫星节点之间的实时距离对各个候选卫星节点进行升序排列，按照从小到大的顺序选择预设数量阈值的候选卫星节点作为代理节点。

本申请实施例提供的太空机械臂控制方法，将候选卫星节点确定为代理节点，对机械臂的实时位姿信息和位姿控制指令进行共识，减少了参与共识的节点数量，减少了机械臂的控制过程的响应时间，提高了航天器机械臂的控制效率。

在一些实施例中，步骤130之后还包括：

基于各个卫星节点的实时飞行位置，以及地面控制中心的位置，确定各个卫星节点与地面控制中心之间的空间距离；

将最小空间距离对应的卫星节点确定为与地面控制中心进行信息交互的第二目标卫星节点；第二目标卫星节点用于将机械臂的实时位姿信息和位姿控制指令发送至地面控制中心。

具体地，为了便于地面控制中心对机械臂的实验操作进行监控。可以在多个卫星节点中确定第二目标卫星节点。第二目标卫星节点用于将机械臂的实时位姿信息和位姿控制指令发送至地面控制中心。

地面控制中心的位置在地球表面的位置是固定的。可以获取各个卫星节点的实时飞行位置，计算各个卫星节点与地面控制中心之间的空间距离。

空间距离越短，则卫星节点与地面控制中心之间的通信时间也就越短，通信质量也就越高。可以将最小空间距离对应的卫星节点确定为与地面控制中心进行信息交互的第二目标卫星节点。

本申请实施例提供的太空机械臂控制方法，根据各个卫星节点与地面控制中心之间的空间距离，确定第二目标卫星节点，由第二目标卫星节点将机械臂的实时位姿信息和位姿控制指令发送至地面控制中心，使得地面控制中心可以对机械臂的实验操作进行实时监控。

本申请实施例提供一种航天器与卫星区块链系统进行交互的方法，以实现对机械臂的控制，完成太空实验操作，具体步骤如下：

步骤一、地面控制中心向卫星区块链系统中的一颗卫星发送开启实验操作的指令。

步骤二、卫星区块链系统接收到开启实验指令后，启动控制航天器中实验舱内机械臂的程序，并向机械臂发出启动实验操作的信号。

步骤三、航天器中实验舱内机械臂接收到卫星区块链系统的工作指示后，向卫星区块链系统反馈已启动并进入工作状态的应答信号和机械臂的初始位姿信息。

步骤四、卫星区块链系统接收到机械臂的应答信号和初始位姿信息后，经过运算后，卫星区块链系统向机械臂提供姿态控制指令。

步骤五、机械臂执行姿态控制指令，完成相关的实验操作，并反馈姿态控制指令的执行结果。

步骤六、卫星区块链系统接收机械臂（或者机械臂连同实验舱共同）的反馈信息，判断机械臂的操作是否正确。反馈信息可以包括机械臂的旋转角度和移动距离等信息。

下面对本申请实施例提供的装置进行描述，下文描述的装置与上文描述的方法可相互对应参照。

图2为本申请提供的太空机械臂控制装置的结构示意图，如图2所示，太空机械臂控制装置200应用于卫星区块链系统，包括：

接收单元210，用于接收航天器发送的机械臂的实时位姿信息；

确定单元220，用于基于所述航天器与所述卫星区块链系统中各个卫星节点之间的通信质量参数，确定控制所述机械臂的第一目标卫星节点；

控制单元230，用于将所述机械臂的实时位姿信息发送至所述第一目标卫星节点，由所述第一目标卫星节点基于所述实时位姿信息确定所述机械臂的位姿控制指令，并将所述位姿控制指令发送至所述航天器；

其中，第一目标卫星节点还用于将所述实时位姿信息和所述位姿控制指令发送至各个卫星节点；各个卫星节点用于对所述机械臂的实时位姿信息和所述位姿控制指令进行共识后写入所述卫星区块链系统。

本申请实施例提供的太空机械臂控制装置，应用于卫星区块链系统，通过接收航天器发送的机械臂的实时位姿信息；基于航天器与卫星区块链系统中各个卫星节点之间的通信质量参数，确定控制机械臂的第一目标卫星节点；将机械臂的实时位姿信息发送至第一目标卫星节点，由第一目标卫星节点基于实时位姿信息确定机械臂的位姿控制指令，并将位姿控制指令发送至航天器；由于通过通信质量参数，从卫星区块链系统中的各个卫星节点中选择第一目标卫星节点，对航天器中的机械臂进行位姿控制，使得航天器与卫星区块链系统能够保持长时间的稳定通信，从而实现对航天器中的机械臂进行长时间的远程控制，即使航天器的飞行位置在不断变化，机械臂也能得到实时的稳定的位姿控制，能够完成太空实验，此外，卫星区块链系统中的各个卫星节点均可以对机械臂的实时位姿信息和位姿控制指令等进行存储，均可以实现对机械臂的控制，提高了机械臂远程控制的连续性和稳定性，提高了太空实验操作的准确性。

在一些实施例中，该装置还包括：

请求单元，用于获取航天器的实时飞行位置；

在航天器的实时飞行位置满足太空实验条件的情况下，向地面控制中心发送太空实验操作请求；

接收地面控制中心发送的太空实验操作开启指令，以及机械臂的控制程序；

将机械臂的控制程序写入卫星区块链系统。

在一些实施例中，该装置还包括：

校正单元，用于获取多个卫星节点对航天器的激光测距结果；

基于激光测距结果，对航天器的实时飞行位置进行校正。

在一些实施例中，确定单元具体用于：

基于航天器的实时飞行位置，以及各个卫星节点的实时飞行位置，确定与航天器进行通信的多个候选卫星节点；

获取多个候选卫星节点与航天器之间的通信质量参数；通信质量参数包括通信速率、信道容量和通信时延中的至少一种；

基于各个候选卫星节点与航天器之间的通信质量参数，确定各个候选卫星节点的通信优先级；

将最高通信优先级对应的候选卫星节点确定为控制机械臂的第一目标卫星节点。

在一些实施例中，该装置还包括：

共识单元，用于将候选卫星节点确定为代理节点；

基于各个代理节点对机械臂的实时位姿信息和位姿控制指令进行共识。

在一些实施例中，确定单元还具体用于：

基于各个卫星节点的实时飞行位置，以及地面控制中心的位置，确定各个卫星节点与地面控制中心之间的空间距离；

将最小空间距离对应的卫星节点确定为与地面控制中心进行信息交互的第二目标卫星节点；

控制第二目标卫星节点将机械臂的实时位姿信息和位姿控制指令发送至地面控制中心。

图3为本申请提供的太空机械臂控制系统的结构示意图，如图3所示，太空机械臂控制系统300包括航天器310和卫星区块链系统320。

航天器310中设置有机械臂311；机械臂311用于进行太空实验操作；

卫星区块链系统320包括多个卫星节点321；卫星节点321中设置有上述实施例中的太空机械臂控制装置200。

本申请实施例提供的太空机械臂控制系统，由于通过卫星区块链系统对航天器中的机械臂进行控制，实现对航天器中的机械臂进行长时间的远程控制，即使航天器的飞行位置在不断变化，机械臂也能得到实时的稳定的位姿控制，能够完成太空实验，此外，卫星区块链系统中的各个卫星节点均可以对机械臂的实时位姿信息和位姿控制指令等进行存储，均可以实现对机械臂的控制，提高了机械臂远程控制的连续性和稳定性，提高了太空实验操作的准确性。

图4是本申请实施例提供的电子设备的结构示意图，如图4所示，该电子设备可以包括：处理器（Processor）410、通信接口（Communications Interface）420、存储器（Memory）430和通信总线（Communications Bus）440，其中，处理器410，通信接口420和存储器430通过通信总线440完成相互间的通信。处理器410可以调用存储器430中的逻辑命令，以执行如下方法：

接收航天器发送的机械臂的实时位姿信息；基于航天器与卫星区块链系统中各个卫星节点之间的通信质量参数，确定控制机械臂的第一目标卫星节点；将机械臂的实时位姿信息发送至第一目标卫星节点，由第一目标卫星节点基于实时位姿信息确定机械臂的位姿控制指令，并将位姿控制指令发送至航天器；其中，第一目标卫星节点还用于将实时位姿信息和位姿控制指令发送至各个卫星节点；各个卫星节点用于对机械臂的实时位姿信息和位姿控制指令进行共识后写入卫星区块链系统。

此外，上述的存储器中的逻辑命令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干命令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本申请实施例提供的电子设备中的处理器可以调用存储器中的逻辑指令，实现上述方法，其具体的实施方式与前述方法实施方式一致，且可以达到相同的有益效果，此处不再赘述。

本申请实施例还提供一种计算机可读的存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各实施例提供的方法。

其具体的实施方式与前述方法实施方式一致，且可以达到相同的有益效果，此处不再赘述。

本申请实施例提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述方法。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种太空机械臂控制方法，其特征在于，应用于卫星区块链系统，包括：

接收航天器发送的机械臂的实时位姿信息；

基于所述航天器与所述卫星区块链系统中各个卫星节点之间的通信质量参数，确定控制所述机械臂的第一目标卫星节点；

将所述机械臂的实时位姿信息发送至所述第一目标卫星节点，由所述第一目标卫星节点基于所述实时位姿信息确定所述机械臂的位姿控制指令，并将所述位姿控制指令发送至所述航天器；

其中，第一目标卫星节点还用于将所述实时位姿信息和所述位姿控制指令发送至各个卫星节点；各个卫星节点用于对所述机械臂的实时位姿信息和所述位姿控制指令进行共识后写入所述卫星区块链系统。

2.根据权利要求1所述的太空机械臂控制方法，其特征在于，所述接收航天器发送的机械臂的实时位姿信息之前，所述方法还包括：

获取所述航天器的实时飞行位置；

在所述航天器的实时飞行位置满足太空实验条件的情况下，向地面控制中心发送太空实验操作请求；

接收所述地面控制中心发送的太空实验操作开启指令，以及所述机械臂的控制程序；

将所述机械臂的控制程序写入所述卫星区块链系统。

3.根据权利要求2所述的太空机械臂控制方法，其特征在于，所述获取所述航天器的实时飞行位置，包括：

获取多个卫星节点对所述航天器的激光测距结果；

基于所述激光测距结果，对所述航天器的实时飞行位置进行校正。

4.根据权利要求1所述的太空机械臂控制方法，其特征在于，所述基于所述航天器与所述卫星区块链系统中各个卫星节点之间的通信质量参数，确定控制所述机械臂的第一目标卫星节点，包括：

基于所述航天器的实时飞行位置，以及各个卫星节点的实时飞行位置，确定与所述航天器进行通信的多个候选卫星节点；

获取所述多个候选卫星节点与所述航天器之间的通信质量参数；所述通信质量参数包括通信速率、信道容量和通信时延中的至少一种；

基于各个候选卫星节点与所述航天器之间的通信质量参数，确定各个候选卫星节点的通信优先级；

将最高通信优先级对应的候选卫星节点确定为控制所述机械臂的第一目标卫星节点。

5.根据权利要求4所述的太空机械臂控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

将所述候选卫星节点确定为代理节点；

基于各个代理节点对所述机械臂的实时位姿信息和所述位姿控制指令进行共识。

6.根据权利要求1所述的太空机械臂控制方法，其特征在于，所述将所述位姿控制指令发送至所述航天器之后，所述方法还包括：

基于各个卫星节点的实时飞行位置，以及地面控制中心的位置，确定各个卫星节点与所述地面控制中心之间的空间距离；

将最小空间距离对应的卫星节点确定为与所述地面控制中心进行信息交互的第二目标卫星节点；所述第二目标卫星节点用于将所述机械臂的实时位姿信息和所述位姿控制指令发送至所述地面控制中心。

7.一种太空机械臂控制装置，其特征在于，应用于卫星区块链系统，包括：

接收单元，用于接收航天器发送的机械臂的实时位姿信息；

确定单元，用于基于所述航天器与所述卫星区块链系统中各个卫星节点之间的通信质量参数，确定控制所述机械臂的第一目标卫星节点；

控制单元，用于将所述机械臂的实时位姿信息发送至所述第一目标卫星节点，由所述第一目标卫星节点基于所述实时位姿信息确定所述机械臂的位姿控制指令，并将所述位姿控制指令发送至所述航天器；

其中，第一目标卫星节点还用于将所述实时位姿信息和所述位姿控制指令发送至各个卫星节点；各个卫星节点用于对所述机械臂的实时位姿信息和所述位姿控制指令进行共识后写入所述卫星区块链系统。

8.一种太空机械臂控制系统，其特征在于，包括航天器和卫星区块链系统；

所述航天器中设置有机械臂；所述机械臂用于进行太空实验操作；

所述卫星区块链系统包括多个卫星节点；所述卫星节点中设置有权利要求7所述的太空机械臂控制装置。

9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至6任一项所述的太空机械臂控制方法。

10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述的太空机械臂控制方法。