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。

基于改进蚁群算法的星球探测机器人路径规划技术

对蚁群算法中蚂蚁的个体行为进行改进,解决了星球表面复杂环境下探测机器人的路径规划问题.在个体行为中加入目标导向行为、惯性行为和沿障碍行走行为,并进行加权融合,改进了传统的ACO算法,提高了算法的智能,保证了算法的全局收敛性.在蚁群算法规划的基础上提出一种紧绳算法,对蚁群算法的最后结果进行处理,最终给出了最优规划路径.最后通过仿真对该方法进行验证.

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。

星球探测机器人

星球探测机器人要能保证探测的范围足够广,对复杂的外形环境要有很好的适应性和通过性,具有稳定高速高效的行驶能力,并有一定的避障能力、爬坡越障能力和耐磨损能力等。在现有的技术条件下,人类要实现长时间的载人太空航行,还是一件比较困难的事情。如果用机器人来代替人类,实现长时间的太空旅行并登陆其他星球,进行环境探测,并将所得数据传回地球,深入研究各天体的地质特性和所处的空间环境,探索行星系统的形成和演化历史。

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.

带力反馈的星球探测机器人遥操作虚拟训练系统

针对星球探测机器人操作难度大、控制流程复杂的问题,开发了具有力觉反馈的遥操作虚拟训练系统,包括力反馈手控器和虚拟现实系统,用于训练操作,改善控制策略。虚拟场景使用Unity3D开发,以重构机器人、控制箱及环境。引入力觉反馈以增强了临场感。通过操控反馈力实验及遥操作任务实验来评估本系统,结果表明:虚拟场景计算的反馈力准确,误差小于±0.4 N;设计的地面爬坡、翻越楼梯、避障入库及机械臂抓取等遥操作任务均可有效完成。

星球探测机器人研究现状与发展展望

在简述星球探测机器人分类及其特点的基础上,首先对人类深空探测活动发展的各型星球探测机器人进行了总结分析,然后以月球、火星及小行星探测为例,分析了中国后续深空探测任务发展对星球探测机器人的需求与挑战,提出了星球探测机器人未来发展所急需突破的主要关键技术,为后续研究工作及相关工程建设提供参考。

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.

星球探测机器人导航定位技术研究进展

针对当前星球探测技术的发展,重点综述了国内外星球探测机器人导航定位技术的研究现状,分析了正面临并需要解决的关键性科学和技术问题,并预测和展望了星球探测机器人导航定位技术的发展趋势,提出了进一步的研发设想。

可重构星球探测机器人

中科院沈阳自动化研究所研制成功“可重构星球探测机器人”．并通过了国家验收．“可重构星球探测机器人”由车体和三角履带轮组成．车体为主机器人．每个轮子都是1个子机器人．子机器人上还连有1只机械臂．可根据星球具体环境进行“变形组合”。当子机器人的“手”抓住主机器人后．就成为主机器人的轮子．多个子机器人协调运动．就可完成与其他火星车相同的运动。

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。

星球探测自位机器人的研究现状和发展趋势

综述了星球探测自位机器人的研究状况 ,分析了其研究中存在的问题 。

弱引力环境四足机器人的强化学习姿态机动控制

针对四足机器人在小天体表面跳跃巡游探测过程中的空中姿态控制问题,提出了一种基于强化学习的无模型控制方案。在小天体的弱引力环境下,机器人单次跳跃的滞空时间很长,机器人需要利用这段时间修正起跳带来的姿态偏差以实现安全着陆,或改变偏航角以改变未来行进方向。提出的基于近端策略优化(PPO)算法训练的控制器以猫落反射为启发,无需引入额外的姿态控制执行器。仿真结果表明,训练得到的控制器可通过控制四足机器人摆动腿部关节实现三轴姿态机动。设计并搭建了四足机器人气浮微重力模拟试验平台,通过样机试验,控制策略模型的有效性得到了验证。

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.

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。

读来读往

金秋收获时节,第十五届北京国际航空展览会即将于9月25日在北京国家会议中心拉开帷幕。届时,世界知名航空企业将悉数登场,奉上一场航空业的饕餮盛宴。本届展会还将首次实现空中飞行展示,实现航空爱好者们的＂首都飞行梦＂,值得我们期待!本期中,封面文章由丁希仑教授对星球探测机器人的研究现状及未来的发展趋势进行详细介绍;专稿由郑联语教授讲解盒式连接可重构柔性工装技术,并对其未来应用情况进行展望;以＂数字化测量技术＂为主题的论坛,邀请行业内的专家、学者,从不同角度对数字化测量技术的发展及应用进行论述……