月球車遙操作仿真分析平臺設計與實現.pdf

1、本文以月球車遙操作方法為研究重點，借鑒目前較成功行星車的遙操作控制系統(tǒng)，通過對其遙操作過程、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，研究了月球車大時延遙操作技術以及再現月面環(huán)境的虛擬現實技術。 遙操作方案首先分析了月球車遙操作系統(tǒng)的組成，遙操作平臺的數據處理、人機交互、三維仿真等方面的功能需求。然后根據此方案，開發(fā)了一套月球車GNC(Guidance，Navigation and Control)導航控制樣

2、機遙操作軟件平臺。在開發(fā)過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分為可通行性分析，全局路徑規(guī)劃，局部路徑規(guī)劃和運動規(guī)劃，逆運動學仿真，動力學仿真五個部分?？梢詫υ虑蜍嚳刂扑惴ㄟM行運動學和動力學方面的仿真分析。 (2)建立了月球車運動學的數學模型，提出了一套新的建立月球車三維建模和運動學建模的方法。在虛擬場景中建立月球車三維模型是一個難題。本文提出的方法不僅能建立形象逼真的三維

3、模型，同時使模型滿足月球車運動學約束。 (3)提出了基于模糊邏輯的月球車逆運動學求解方法。這種方法避免了由于求解逆運動學方程帶來的運算量大、具有不確定性、難以運用于實時計算等問題，同時不受車輪與月面保持點接觸等假設的約束。它極大地降低了運算量，可用于實時求解月球車逆運動學問題并能達到比較高的精度。 (4)提出了一套新的應用于月球車路徑規(guī)劃的障礙圖提取方法。多數路徑規(guī)劃算法是建立在二值地形圖上，即認為地形環(huán)境嚴格地分為可通