一種基于離散化位姿的月球車運(yùn)動(dòng)規(guī)劃方法

2012年02月14日12:44:03 本網(wǎng)站我要評(píng)論(2)字號(hào)：T | T | T

關(guān)鍵字：應(yīng)用

作者：居鶴華，袁　也
（北京工業(yè)大學(xué)電子信息與控制工程學(xué)院）

摘　　　要：針對(duì)障礙環(huán)境下具有非完整約束月球車的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃問題，提出了一種基于離散化位姿的月球車運(yùn)動(dòng)規(guī)劃方法。該方法首先將月球車的運(yùn)動(dòng)軌跡限定于多項(xiàng)式旋線，通過求解多項(xiàng)式旋線參數(shù)生成無障礙條件下連接任意位姿狀態(tài)的運(yùn)動(dòng)軌跡。同時(shí)，該方法對(duì)月球車運(yùn)動(dòng)規(guī)劃問題中的位姿狀態(tài)空間進(jìn)行離散化，形成離散化的位姿狀態(tài)空間。根據(jù)離散化位姿狀態(tài)空間的特點(diǎn)，在離線的條件下生成連接相鄰離散位姿的月球車基本的運(yùn)動(dòng)軌跡集。較后該方法結(jié)合基本運(yùn)動(dòng)軌跡集并利用啟發(fā)式搜索算法較終解決障礙條件下的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃問題�；趧�(dòng)力學(xué)仿真平臺(tái)中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了該方法的正確性和有效性。

關(guān)　鍵　詞：月球車；運(yùn)動(dòng)規(guī)劃；參數(shù)化軌跡；離散位姿空間

引　言
月球車運(yùn)動(dòng)規(guī)劃系統(tǒng)是月球車導(dǎo)航與控制系統(tǒng)的重要組成部分。其主要目標(biāo)是在月球環(huán)境下對(duì)月球車由起始位姿移動(dòng)至目標(biāo)位姿的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程進(jìn)行規(guī)劃，使月球車能以安全有效的運(yùn)動(dòng)方式移動(dòng)至目標(biāo)位姿。月球車屬于輪式移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)的一種，主要的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃方法包括人工勢(shì)場(chǎng)法，ＰＰＰ方法，快速生成樹方法等［１２］。這些方法著重于運(yùn)動(dòng)規(guī)劃問題
的完整性，使用于實(shí)際系統(tǒng)往往存在著困難。ＪＰＬ研制的火星車（ＭａｒｓＥｘｐｌｏｒａｔｉｏｎＲｏｖｅｒ）所采用的Ｍｏｒｐｈｉｎ方法則是近年來較為成功的行星車運(yùn)動(dòng)規(guī)劃方式。該方法根據(jù)周圍環(huán)境對(duì)事先確定的一組運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行評(píng)價(jià)，選擇并執(zhí)行較佳的運(yùn)動(dòng)軌跡［３４］。Ｍｏｒｐｈｉｎ方法在實(shí)際應(yīng)用中取得了很好的效果，但受車載計(jì)算能力及機(jī)械系統(tǒng)精度的限制，并沒能完全地利用火星車的機(jī)動(dòng)能力。根據(jù)月球車運(yùn)動(dòng)規(guī)劃問題的特點(diǎn)，本文提出了一種基于軌跡參數(shù)求解及位姿空間離散化的月球車運(yùn)動(dòng)規(guī)劃方法。

登錄網(wǎng)站后可下載文件