可重构星球探测机器人控制系统的设计与实现

介绍了一种新型可重构星球探测机器人系统.基于这种机器人功能和结构的分解特点,设计了模块化控制系统,使用CAN总线技术作为模块间主要通讯方式.提出了控制原理和集中式控制算法,有效地实现了一台子机器人在不同模式状态下自主运动和操作的控制,并通过原理样机实验验证了这套控制系统的可行性.

可重构星球探测机器人的OpenGL仿真实验平台研究

采用基于Visual C++和OpenGL的建模和运动仿真方法,对可重构星球探测机器人系统的三维运动仿真实验平台进行了研究,建立了一个多机器人系统的仿真实验平台。开发的实验平台可用于探索和验证机器人系统的工作原理、工作空间、多机器人协调算法、重构方法、系统集成技术等。在该平台上进行了机器人的运动学仿真和协调运动研究,验证了该仿真平台的有效性和机器人系统体系结构的合理性。

可重构星球探测机器人的空间对接研究

提出了以改装后的位置敏感传感器来引导机器人完成自动对接的方法,分析了具体工作原理。对可重构星球探测机器人在运动模式下完成对接的两种姿态进行了比较,分别用一般方法和改进后的规划方法计算出了对接工作空间,比较结果说明,机器人在运动模式下三角边着地有利于完成自动对接。对工作模式机器人在工作空间内的运动进行了静力学分析,分析结果表明,机器人在工作空间内可以自由运动。用VC和OpenGL搭建的平台对空间对接进行了仿真试验,试验结果验证了对接工作空间计算的正确性和完成空间自动对接的可能性。

可重构星球探测机器人的机构设计

基于可重构思想设计了一种可重构星球探测机器人系统。系统由一个母体和几个子机器人组成,其中子机 器人包括车轮和手臂两部分,可以作为独立作业的机器人,具有移动状态和工作状态两种模式。子机器人具有在 一个驱动力作用下处于不同约束环境中时,表现为不同形式输出的特点,容易实现两种模式下的灵活运动。并深 入研究了机构参数对子机器人运动的影响,用试验和仿真进行了验证,这为机器人的参数化设计及运动中的参数 化调整提供了重要的理论依据。

可重构星球探测机器人的运动学建模及轨迹规划

提出了可重构星球探测机器人的概念,对系统中子机器人的研究进行了重点论述.通过设计恰当的子机器人连杆坐标系,利用Denavit Hartenberg方法完成了子机器人的运动学建模,并直接给出了子机器人的运动学正解模型.由于使用单一的求解算法不能求出工作空间的封闭解,因此综合利用代数法、几何法原理及空间投影关系,结合子机器人的结构特殊性推导出了运动学逆解,从而得到了工作空间内的所有解.在此基础上,考虑结构间的约束关系,给出了子机器人的工作空间及轨迹规划方法.最后,使用OpenGL对设计的子机器人系统进行了运动学仿真实验,实验以末端操作器的直线运动为例,充分考虑空间几何的关系,其结果有效地证明了建模及轨迹规划的正确性.

一种用于星球探测机器人的计算系统体系结构

计算系统是星球探测机器人的重要组成部分,它不仅决定了机器人完成任务的能力、对环境事件的反应能力,而且还决定了机器人的生存能力.本文从计算系统的控制模型、容错模型和可靠性等多个方面,综合地讨论了用于星球探测机器人的计算系统硬件架构、软件架构和通信架构,提出了一种高可靠的分布式计算系统架构,为星球探测机器人计算系统的设计提供依据.

可重构机器人体系结构及模块化控制系统的实现

本文提出了一种适用于新型可重构星球机器人的模块化控制系统,根据机构和运动特性,基于CAN总线和分布式控制器技术,将系统结构和功能分解成不同模块由各自的控制器独立执行,建立具有任务层和运动层的分层次控制结构,实现了组合式规划、分布式控制的混合式控制方法。本文设计了两种不同的控制器,并采用PPG脉冲宽度调节方法实现了对在机器人上使用的R/C电机的标定和控制。通过在子机器人原理样机上进行实验,验证了这套控制系统和控制体系结构的可行性。

我国研制成可重构星球探测机器人

分开来每个轮子都可独立行动，“各自为战”，连在一起就变身成一个完整的机器人，这样的“变形金刚”机器人已由中科院沈阳自动化研究所研制成功。“变形金刚”机器人学名叫“可重构星球探测机器人”，作为中科院沈阳自动化研究所承担的863课题，日前通过国家863计划“智能机器人”主题的验收。该所希望它将被赋予月球和火星探测的重任。

中科院研制成功可重构星球探测机器人

由中国科学院沈阳自动化研究所承担的可重构星球探测机器人研究课题，日前通过了国家863计划智能机器人主题的验收。

我国研制成“变形金刚”——可重构星球探测机器人

中科院沈阳自动化研究近日成功研制出“变形金刚”机器人，该所希望它将被赋予月球和火星探测的重任．

用于星球探测的可重构机器人研制成功

最近，中科院沈阳自动化研究所研制出了一种能分、能合、能变形的“可重构星球探测机器人”，而且已经通过了国家863计划验收。

用于星球探测的多机器人任务规划技术

在星球探测机器人领域中,利用多个机器人执行探测任务是未来的发展趋势。多机器人任务规划作为多机器人系统的关键技术之一,是星球探测机器人研究领域的新方向。本文对国内外近年来有关多机器人任务规划的研究工作做了分析,重点针对部分有代表性的任务分解和任务分配方法进行剖析和总结,最后对星球探测领域中多机器人任务规划存在的问题及今后的研究发展方向进行了阐述。

基于候选点稠密匹配的三维场景重构方法

针对星球探测机器人在未知环境中三维场景重建存在的计算复杂度问题,提出基于网格候选点的三目立体匹配算法。在空间中建立代表深度信息的网格节点,并对深度方向的节点分布进行合理规划,确保候选点稠密匹配的准确性和高效性。候选点匹配解决了传统立体匹配算法中图像校正带来的实时性问题,同时采用三目视觉系统代替双目,通过另一组对应点的相似性测度对潜在歧义的少量候选点进行二次判决。实验证明,由于处理每组图像对不再需要进行极线校正,因此计算代价与传统的匹配算法相比有一定降低,而第三台摄像机有效消除了匹配歧义,计算量相对于双目系统也没有明显增加。

多CPU探测机器人分布式体系结构研究

星球探测机器人是一个带有部分自主行为的自主智能机器人系统,它的体系结构不仅决定了系统完成任务的能力、系统对环境事件的反应能力,而且还决定了系统的健壮性.星球探测机器人的容错网络结构是系统设计的核心,文章提出了一个高可靠的分布式计算系统架构,并对架构的容错网络通信技术进行了分析.

航天器自主运行控制与智能信息处理技术

在阐述航天器自主运行满足任务要求、提高系统性能、降低运行成本等方面作用的基础上,从系统的体系结构出发,按照分层递阶型、包容型、混合型三种基本形式和多智能体结构的复杂形式,分别讨论对一般轨道飞行航天器、多个航天器所组成的空间网络、以月球车为代表的星球表面探测系统和空间机器人等几类不同对象进行自主运行控制的特点,最后论述自主运行控制对智能信息处理技术的基本需求并提出有关的关键技术。

序言

空间机器人,作为一种典型的智能操作系统,是星球探测与开发、在轨建造与维护等载人和无人航天任务的重要使能手段。自20世纪90年代空间机器人首次在轨验证起,国内外已开展了数以百计的空间机器人样机研制或概念设计,其中有公开报道的15类空间机器人完成了在轨运行任务或经历了飞行验证。国际空间站是目前空间机器人应用最多的空间飞行器,月球车和火星车也是空间机器人的研究和应用热点。