基于SD*lite的月球车任务规划算法

月球车任务规划是在给定初始位置和目标位置,满足月面地形约束、工作模式约束以及能量约束的前提下,规划出月球车最优的路径。设计了一种月球车任务规划的模型,提出了一种基于SD*lite算法的规划器,在原有SD*lite算法的基础上进一步考虑了对可用资源的限制;它可以协助月球车在考虑太阳能帆板的能量约束的条件下,合理避障最终达到目标点,使规划的轨迹更符合实际。     

大时延遥操作系统的波变量双边自适应控制

针对通信时延对遥操作系统稳定性和透明性的影响,研究了一种基于双边自适应控制和波变量理论的控制方法。通过设计波控制器保证通信传输模块的无源性,在保证系统稳定的基础上,调节波阻抗系数来提高系统的透明性,并在时延10 s的情况下进行主从端速度、位置和力的跟踪仿真实验,结果表明该方法和已有的双边自适应方法相比既能保证系统稳定且透明性好,达到较好的控制效果。     

基于自适应组合滤波的惯性导航系统初始对准方法

针对系统噪声不确定情况下的惯性导航系统非线性初始对准问题,提出了一种基于自适应组合滤波的初始对准方法.首先给出了一种基于Kalman/UKF组合滤波的神经网络实时训练算法;进而提出了基于Kalman/UKF组合滤波的非线性系统状态估计方法,该算法利用神经网络在线估计系统噪声,并利用Kalman/UKF组合滤波在线同时估计初始对准的状态量和神经网络的权值;最后将该算法应用于惯性导航系统非线性初始对准问题中,并进行了仿真研究.仿真结果表明:自适应组合滤波算法不仅保证了初始对准的精度,而且具有更好的实时性,是解决惯性导航非线性初始对准问题的一种有效且实用的方法.     

利用虚拟传感器的巡视器机械臂碰撞检测算法

为提高传统AABB树碰撞检测的精度和效率,提出一种基于虚拟传感器的月面巡视器机械臂碰撞检测算法.建立月面巡视器机械臂的逆运动学解算模型;对地面环境点云数据进行Delaunay三角化,采用多叉树代替二叉树作为AABB树储存环境点云三角面集;利用虚拟传感器简化巡视器机械臂结构模型,通过虚拟传感器遍历AABB树中的环境点云三角面集进行碰撞检测,避免机械臂与环境发生干涉.月面巡视器就位探测任务内场实验表明:基于虚拟传感器的月面巡视器碰撞检测算法使碰撞检测精度在1 mm内,碰撞检测时间降低至10 s内.基于虚拟传感器的碰撞检测算法具有高效性和可行性.     

高精度解耦六自由度机械臂逆运动学解法

根据6自由度机械臂正交解耦的结构特点,采用位姿分解方式,将6自由度逆运动学降为3自由度位置逆运动学、3自由度方向逆运动学;利用欧儿里德范数导出机械臂定位、定向的逆运动学解析解,使机械臂高速、准确运动.在定向控制方面,提出一种以单位四元数为目标输入的控制形式,只需计算两个角度逆解,既简化计算,又利于实际操作;利用逆运动学计算机械臂的工作空间和奇异点空间,借助移动机器人车体自由度弥补因计算以及关节长度不够引起的奇异位形,极大扩展了机械手臂的有效运动区域.     

标准可加模糊行为系统在避障控制中的应用

为了提高月球车控制系统的可靠性和稳定性,保证其运动规划过程的安全性,并针对月球车运行于非结构化环境中,难以用精确的数学模型描述等特点,将行为控制与模糊控制相结合,提出了月球车运动规划的标准可加模糊行为系统,基于凸和的基本性质,对该系统的有界性、连续性、可导性进行了证明;然后设计了权重系数调整控制器,将趋向目标行为以及避障行为以凸组合的方式进行行为融合,并进行了仿真,仿真结果证明了凸组合方法的有效性以及分析结果的正确性。     

多级模糊控制的月球车避障研究

针对月球车这个MIMO系统,考虑其在未知环境下的避障问题,设计了一个多级模糊控制器,将输入变量分组设计子模糊作为第1级,再将第1级的输出作为第2级的输入变量设计第2级子模糊系统,最后控制系统输出平移速度和角速度。这样就避免了常规模糊系统中规则数目过大和设计繁琐问题,提高了整个控制系统的性能。该控制器模糊规则数量少,控制方法简单,响应速度快。最后的实验证明了该方法的有效性。     

基于扫描法在线构造拓扑图的路经规划算法

该文提出了一种基于扫描法在线构造环境拓扑图的路径规划算法。与传统路图法相比,该算法利用扫描的方法搜索障碍物切点,并构造环境拓扑图,降低了计算复杂度,提高了实用性;利用启发式函数选择适当的离开点进行扩展,并逐步完善拓扑图,避免了一次性构造整个环境拓扑图所带来的不必要的大计算量。通过“沿直线行走”和“绕障碍物行走”这两种行为模式的切换,保证机器人顺利地避开障碍物到达目标位置。该算法的计算复杂度低,易于在线实现,并在仿真中得到了验证。     

A sensor-based motion planner: Situated-Bug

0　INTRODUCTIONSensor basedmotionplanningmethodsinanenviron mentwithunknownobstacles ,likeBug 1[1] ,Bug 2 [2 ] ,Bug2A[3] ,Vis Bug[4 ] ,Tangent Bug[5] andHiroshiNoborio’sBug[6 ] ,havebeenproposed .Findinganoptimalpathisdifficultbecauserobots’motionisanexploringprocessinunknownenvironment .However ,forarobotonlywithaninertialunit ,absolutepositionerrorcausesseriousprob lemwhenthoseplannersdeterminetheirbehaviorsde pendingonrobotabsolutepositionsareimplemented .AllthoseBugs ,whichdete…     

基于恒星敏感器的月球车航向角确定算法

针对月球特殊的工作环境，阐述了现有技术条件下，我国自主式月球探测车采用惯性导航系统进行位姿确定时，航向角参数误差随着时间不断累积的缺点，进而提出了一种基于星历表数据和恒星敏感器相结合的月球车航向角精确值的确定算法，定期对惯性导航系统中的航向角参数进行修正，以提高月球车位置和姿态精度。重点介绍了航向角精确值的确定步骤，并对由航向角误差引起的定位误差进行了仿真分析，仿真结果证明了航向角修正的必要性和此方法的可行性。