月球車遙操作仿真分析平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、本文以月球車遙操作方法為研究重點(diǎn)，借鑒目前較成功行星車的遙操作控制系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)其遙操作過(guò)程、遙操作模式和遙操作控制模塊的研究，提出了月球車遙操作控制方案，研究了月球車大時(shí)延遙操作技術(shù)以及再現(xiàn)月面環(huán)境的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。 遙操作方案首先分析了月球車遙操作系統(tǒng)的組成，遙操作平臺(tái)的數(shù)據(jù)處理、人機(jī)交互、三維仿真等方面的功能需求。然后根據(jù)此方案，開發(fā)了一套月球車GNC(Guidance，Navigation and Control)導(dǎo)航控制樣

2、機(jī)遙操作軟件平臺(tái)。在開發(fā)過(guò)程中本文取得了以下成果： (1)提出了月球車月面巡游三維仿真方案。此方案將月面巡游細(xì)分為可通行性分析，全局路徑規(guī)劃，局部路徑規(guī)劃和運(yùn)動(dòng)規(guī)劃，逆運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真，動(dòng)力學(xué)仿真五個(gè)部分。可以對(duì)月球車控制算法進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)方面的仿真分析。 (2)建立了月球車運(yùn)動(dòng)學(xué)的數(shù)學(xué)模型，提出了一套新的建立月球車三維建模和運(yùn)動(dòng)學(xué)建模的方法。在虛擬場(chǎng)景中建立月球車三維模型是一個(gè)難題。本文提出的方法不僅能建立形象逼真的三維

3、模型，同時(shí)使模型滿足月球車運(yùn)動(dòng)學(xué)約束。 (3)提出了基于模糊邏輯的月球車逆運(yùn)動(dòng)學(xué)求解方法。這種方法避免了由于求解逆運(yùn)動(dòng)學(xué)方程帶來(lái)的運(yùn)算量大、具有不確定性、難以運(yùn)用于實(shí)時(shí)計(jì)算等問(wèn)題，同時(shí)不受車輪與月面保持點(diǎn)接觸等假設(shè)的約束。它極大地降低了運(yùn)算量，可用于實(shí)時(shí)求解月球車逆運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題并能達(dá)到比較高的精度。 (4)提出了一套新的應(yīng)用于月球車路徑規(guī)劃的障礙圖提取方法。多數(shù)路徑規(guī)劃算法是建立在二值地形圖上，即認(rèn)為地形環(huán)境嚴(yán)格地分為可通