月球车路径规划三维仿真平台设计与实现

研究了开发月球车路径规划三维仿真平台遇到的问题。提出了包括月球车三维建模、障碍物提取、路经规划和三维渲染在内地整套建立月球车路径规划三维仿真平台的方案，并使用它来验证行为控制月球车的虚拟主体避障算法。仿真结果表明，此月球车三维仿真平台解决了月球车三维显示和人机交互问题。     

月球车桅杆机构设计与分析

在分析国外月球车桅杆机构的基础上,研制出三自由度桅杆机构．建立了桅杆机构的动力学模型．对桅杆机构运动学和动力学进行了分析,给出了桅杆机构的运动学和动力学方程．对动力学方程进行求解,得到了关节力矩曲线．     

基于VC++的月球车的数据采集处理系统

介绍了基于VC 的月球车的数据采集处理系统.利用数字罗盘对月球车机器人的俯仰角、航向角和横滚角进行数据采集,并通过对话框实时得到检测数据.采用模糊控制的研究策略,运用MFC对采集的数据进行处理.使机器人的姿态测量精度稳定在±5°左右,有效地保持了机器人在运行中的水平状态,验证了该数据采集处理系统在保持机器人水平运行中的可行性.     

基于滑移率的月球车轨迹跟踪控制

针对平整坡面上行驶的月球车,研究了基于滑移率的月球车轨迹跟踪控制新方法。它是基于描述月球车运动的动力学模型方程,将左右轮滑移率及两转向前轮的失配角作为控制参数,利用小波插值方法,进行数值求解,从而实现月球车期望轨迹的跟踪控制。该方法计算量小、方法简单、精度高,且可实现任意的非线性曲线的期望轨迹追踪。数值实验验证了该方法的正确性和有效性。     

基于视觉的月球车车轮沉陷量测量

提出了一种新的基于视觉的月球车车轮沉陷量的测量方法;算法首先通过分析图像车轮置信区域得到用于图像二值化的上下阈值;然后通过背影与车轮的灰度差异确定二值化图像中的车轮区域。得到区域坐标,依据视觉成像理论将区域坐标规范化,消除由于相机坐标系与车轮坐标系间存在的旋转和平移造成的车轮图像扭曲变形;最后依据车轮规范化坐标计算出车轮沉陷量;仿真结果表明该算法是正确和有效的,并且算法不受光照条件的影响,同时具有较低的计算复杂度。     

一种基于离散化位姿的月球车运动规划方法

针对障碍环境下具有非完整约束月球车的运动规划问题,提出了一种基于离散化位姿的月球车运动规划方法。该方法首先将月球车的运动轨迹限定于多项式旋线,通过求解多项式旋线参数生成无障碍条件下连接任意位姿状态的运动轨迹。同时,该方法对月球车运动规划问题中的位姿状态空间进行离散化,形成离散化的位姿状态空间。根据离散化位姿状态空间的特点,在离线的条件下生成连接相邻离散位姿的月球车基本的运动轨迹集。最后该方法结合基本运动轨迹集并利用启发式搜索算法最终解决障碍条件下的运动规划问题。基于动力学仿真平台中的实验结果验证了该方法的正确性和有效性。     

基于虚拟仿真的动车组转向架检修支持系统开发

CRH380BL高速动车组转向架技术含量高,结构复杂,需要高效率、高质量的检修与维护手段。文章综合应用虚拟现实、多媒体和仿真技术,设计开发了动车组转向架检修虚拟仿真支持系统。它提供一个可视化的多媒体信息平台,可支持新的培训模式,使培训人员在虚拟环境中快速掌握检修技能,以交互方式浏览转向架各组成部件的三维模型,了解转向架的技术信息、结构特点、模块配置、各级修程信息及产品装配过程。该文介绍了转向架结构特点,详细描述了系统的结构、功能以及关键技术。     

基于SD*lite的月球车任务规划算法

月球车任务规划是在给定初始位置和目标位置,满足月面地形约束、工作模式约束以及能量约束的前提下,规划出月球车最优的路径。设计了一种月球车任务规划的模型,提出了一种基于SD*lite算法的规划器,在原有SD*lite算法的基础上进一步考虑了对可用资源的限制;它可以协助月球车在考虑太阳能帆板的能量约束的条件下,合理避障最终达到目标点,使规划的轨迹更符合实际。     

六圆锥轮式月球车运动控制系统的设计研究

六圆锥轮式月球车是一种混合适应型移动机器人车,具有地形适应能力优越,越障能力强的特点。针对该款月球车,本文提出并设计了一套基于TCP/IP通讯,具有一定自主能力的遥操作运动控制系统。遥操作计算机提供月球车路径规划服务,监控月球车运行。基于实时Linux和PC104总线计算机的车载计算机运动控制系统,解析遥操作运动指令,驱动控制月球车运动。运动控制系统在六圆锥轮式月球车样机上调试,模拟现场运行验证了所设计的运动控制系统是可行的。     

基于模糊模式识别的月球车避障行为研究

由于对月球表面障碍物的分布情况不了解,不能建立全局障碍物环境模型,根据传感器所获得的信息建立月球车的局部环境模型,应用模糊模式识别的方法,对在月球上所可能遇到的障碍物的类型进行分类。对不同的类别采用不同模糊控制器用于月球车的自主避障。模糊控制器的输入是离障碍物的最短距离和目标角度信息与环境类剐,输出是月球车的转角。采用规则库的自动切换,实现月球车避障过程自适应控制。为了验证该算法的可行性,给出月球车在虚拟环境下的仿真结果。     

摇臂-转向架式行星探测车移动系统的准静态分析

行星探测车移动系统是探测车整体系统的关键部分之一，摇臂—转向架式移动系 统是一种对地形具有自适应能力、机动性较强的系统．本文在研究摇臂—转向架式移动系统 机械结构的基础上，对其进行了准静态分析，所得的结构参数可作为分析和优化探测车移动 系统概念设计的主要工具．     

五轮铰接式月球机器人的运动学建模

本文为在有壕沟、台阶和斜坡的复杂三维地形上行驶的轮式移动机器人提出了一种新 的运动学建模方法：切平面拼接法．该方法的主要思想是用机器人在不同时刻不同斜面上的 运动学模型组成机器人在崎岖不平地面上行驶的复合运动学模型．该建模方法简单,建模的 精确性可以控制．作者用该方法建立了五轮铰接式月球机器人（FWALR）在崎岖不平地面上 行驶的正向和逆向运动学模型,为FWALR机器人在复杂三维地形上的运动控制奠定了基础．     

基于滑移预测的月球车路径规划研究

月球车是探测月球的多功能机器人,搭载人类对月球的探测任务,主要包括月表环境探测、样本数据搜集以及数据分析等任务。月表地形的复杂度加大了路径规划的难度,地形坡度、撞击坑以及各种障碍物的地形因素不同,使月球车路径规划易陷入危险地形、偏离预计目标和侧翻等状况。因此合理的滑移预测能有效减少路径规划的危险性,缩短路径搜索的时间,优化最优路径长度。针对月球车路径规划算法普遍存在易陷入局部最优解、易陷入危险环境、忽略环境建模技术与路径规划算法的相互适用性等问题,提出一种基于虚拟三维月表环境的改进遗传算法。通过设置遗传因子不变,加入地形综合代价函数设置适应度函数。经过仿真实验,验证了该算法的搜索性能,其收敛速度快、稳定性高。     

全方位移动机器人结构和运动分析

全方位移动机器人具有平面运动的全部3个自由度，机动性好．本文介绍了全方位移动机器人的几种典型结构，进行了运动学分析．最后介绍了我们所研制的全方位移动机器人．     

月球漫游车关键技术初探

参考国外月球探测的现状,对月球车所涉及的关键技术问题进行了深入地分析与探 讨,提出了开发我国月球漫游车系统的具体实施方案．并针对月面的复杂环境,提出了建立 一套智能传感系统的思想,从而为实现漫游车在月面复杂、未知的环境中的自主导航与控制 提供了理论依据．     

小口径管道内蠕动式移动机构的运动模拟和动力学分析

小口径管道内蠕动式移动机构是一种新颖的管道内无损探测牵引机构。本文主要对该机构在直管内移动过程中可能遇到的各种情况进行了运动模拟，并且对它进行动力学分析。     

机器人手部运动误差分析

本文首先引入三阶影响系数,进而系统地导出了串联机器人及并联机器人手部位姿误差、位姿速度误差、位姿加速度误差分析的显表达式,推导过程简明、形式简单,便于编程.最后给出了计算示例.     

多关节混合链机器人的运动学和动力学分析

本文以Kane动力学方程为基础,给出了一种分析和 计算具有开链和闭链混合机构的机器人的动力学逆问题的新方法．通过划分逻辑开链计算速 度和加速度;求出广义速度之间的偏导数后,算出偏速度;根据偏速度用Kane方程得到各杆 的驱动力或力矩．计算过程具有递推性、规范性,便于计算机编程,也比较简洁易懂．     

机器人运动分析的一组新等式推证及应用

本文推证了一组刚体旋转矩阵与角速度矢的新等式，以该组等式为基础，文中提出并讨论了一种利用旋转矩阵的导数矩阵分析机器人运动的方法，所提方法在文中的运用表明，它可以取代以往过于繁琐的图解法和递推法，成为一种简明有效的机器人运动分析方法，作为该法应用结果，文中给出了由ｎ个杆件构成的ｎ个自由度机器人雅可比矩阵的一种简明封闭式，具有一定实和价值，这里的方法可作为一般刚体运动分析理论的补充。     

SIMULATION AND ANALYSIS OF CONTROLLED MULTI-REPRESENTATIONAL REASONING PROCESSES

Multi-representational reasoning processes often show a variety of reasoning paths that can be followed. To analyze such reasoning processes with special attention for differences between individuals, it is required (1) to obtain an overview of the variety of different possibilities and (2) to address navigation and control within the reasoning process. This paper presents a simulation model and a formal analysis method for the dynamics of a controlled reasoning process in which multiple representations play a role. Reasoning strategies to navigate through the space of possible reasoning states are modeled explicitly, and simulated. Simulation results are analyzed by software tools on the basis of formalized dynamic properties. The variety of dynamic properties specified and the variety of traces simulated provides an overview for the individual differences between subjects that have been observed while solving multiplication problems.