行为控制月球车路径规划技术

提出了一种新的路径规划方法即自主行为路径规划方法.该方法能够自动构造大范围自然环境下与路径规划任务相关的一类拓扑结构,从而大大地提高自然环境下月球车路径规划速度.该方法在Tangent-Bug切线法基础上引入一组自适应行为来构造切线拓扑图,它是人工路径规划行为的模仿,克服了计算几何路径规划方法非线性计算时间的不足.文中给出了相关定义、定理、算法及真实环境下的仿真结果.     

月球车仿真系统中若干视景真实感实现技术

虚拟现实技术的出现为月球漫游车的设计、优化等提供了新的有效手段.为在虚拟现实环境下开发月球车仿真系统,视景真实感实现技术在其中具有霞要地位.研究了真实感地形生成技术、仿真过程中的粒子系统特效技术以及车轮沉陷和车轮轨迹生成技术.基于分形技术和月面特征地形生月面高程数据;利用Muhigen Creator构建和渲染了月面几何模型;基于OpenGL Performer开发了仿真程序并应用到一种月球车运动仿真系统中.系统可在微机和SGI图形工作站运行,仿真结果显示具有良好的真实感.     

水利工程三维仿真系统的设计与实现

为动态显示一项大型水利工程的各类信息.并对该工程方案进行科学选比,本文采用基于SRTM数据建模、三维场景驱动管理系统的方法.设计并建立了三维虚拟仿真系统,实现了三维漫游、水域仿真、信息查询等功能.结果表明该系统可取得较好的三维显示效果,对该方案起到了整体说明及优化设计等辅助决策作用.     

水下机器人三维路径规划

本文提出了基于八叉树区域分别环境建模方法，在此基础上，利用A算法解决了静态环境的三维路径规划，并对规划出的路径进行了三维修正，使其满足机器人轨迹跟踪的要求，另外，以八叉树环境建模基础，对动态环境下的三维路径规划进行了研究。     

月球车的自主视觉导航

视觉导航是月球车的一项重要功能,本文首先介绍了国内外视觉导航的情况：在对视觉导航原理分析的基础上,提出了月球车的视觉导航实现方案,并进行了避障路径规划的实验。实验结果表明了方法的正确性。     

全方位移动机械手路径规划仿真平台的设计

机器人的三维仿真在机器人的研究中起着重要作用,论文以实验室中的全方位移动机械手为背景,建立了该移动机械手的运动学模型,然后利用VisualC++调用OpenGL建立了移动机械手的三维模型及路径规划的仿真平台,给出了实现算法,为移动机械手路径规划算法的研究提供了更为生动形象的仿真平台。     

基于虚拟现实技术的油田生产仿真系统的设计与实现

介绍了虚拟现实技术应用于油田安全操作培训中的优越性,设计并开发了基于桌面系统的油田安全操作仿真系统.介绍了系统的软硬件环境,以抽油机安全操作仿真子系统为例,着重阐述了利用MultiGen Creator建模来形成三维场景,采用实例技术,细节层次技术和纹理映射技术优化场景的生成与显示,最后详细讨论了使用Visual C + +6.0和OpenGVS实现三维引擎的设计.     

基于虚拟现实的城市规划三维仿真设计系统

传统的规划设计CAD系统的三维功能很弱,难以进行空间关系分析和效果表达;而现有的城市仿真系统不具备规划设计能力,不能应用到规划设计过程中.结合CAD、3D、VR技术开发了一套规划仿真设计系统,,采用了基于专业对象的三维建模技术和虚拟现实技术,实现了二维设计过程中的规划设计对象的自动三维建模以及实时进行三维设计场景的虚拟呈现.结果表明,系统能极大地提高设计效率,能很好地进行空间关系分析,优化设计方案,并能通过虚拟场景以及系统输出的效果图和三维动画很好地表达设计意图,从而将城市规划设计技术从二维图纸阶段提升到三维仿真设计阶段.     

在Vega平台下实现三维可视化仿真的特殊效果

在OpenGL等主流开发平台上做特殊效果编程,常显得繁冗复杂。应用Vega工具,通过预定的扩展接口,可方便实现多种特殊效果,在体现视景仿真高逼真度的同时提高编程效率。采用Multigen公司的Lynx工具构建了虚拟场景应用定义文件,分析了特殊效果的主要涉及参数,结合C++语言编程实现了一个小型三维作战仿真环境,用实例表现出在可视化仿真系统中基于Vega平台的特殊效果的实现方法。     

一种支持多种运动方式的三维虚拟角色路径规划和姿态调整方法

针对三维动画场景,提出了一种支持多种运动方式的虚拟角色路径规划方法。根据具体角色的动作特征(飞、爬、走)建立不同的模型,然后利用A*算法搜索出一条无碰撞路径,最后对路径进行优化。实验表明,应用该方法规划出的路径适应于不同尺度的虚拟角色,并支持飞行、爬行、行走等多个运动动作,体现了三维路径规划的基本特征。     

3D-Aided-Analysis Tool for Lunar Rover

3D-Aided-Analysis Tool （3DAAT） which is a virtual reality system is built up in this paper. 3DAAT is integrated with kinematics and dynamics model of rover as well as real lunar surface terrain mode. Methods of modeling which are proposed in this paper include constructing lunar surface, constructing 3D model of lander and rover, building up kinematic model of rover body. Photogrammetry technique and the remote sensing information are used to generate the terrain model of lunar surface. According to the implementation result, 3DAAT is an effective assist system for making exploration plan and analyzing the status of rover.     

基于立体视觉的月球探测器路径规划算法

以实现月球探测器的避障路径规划为目标,采用立体视觉技术感知车前环境,设计一套基于特征匹配的车前障碍物检测算法。构造极坐标直方图描述环境空间,提出一种基于视觉感知的直方图Bug路径规划算法。通过朝目标移动和沿障碍物边界滑动2种行为的切换来保证算法全局收敛。实景重构与仿真实验验证了算法的有效性。     

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。     

一种月球车的环境重建方法

根据对月球车双目立体视觉系统及其工作环境的分析,提出了一种基于相机离线标定和区域生长的稠密匹配相结合的月球车环境重建方法,通过相机离线标定、极线校正和基于区域生长的立体匹配,得到月球车漫游环境的重构地图;首先,与常用的相机标定方法相比,基于OpenCV的相机离线标定在得到可靠的相机参数的同时,减少了三维重建的时间,提高了实时性;其次,通过极线校正和改进的区域生长立体匹配方法可以快速的得到稠密的月球车的环境深度图;实验结果证明了该方法的有效性。     

一种自适应的月球车驱动控制算法

月球车的驱动控制是控制月球车按照期望速度运动的控制器。为使月球车快速稳定地达到期望速度,要求控制算法具有很强的鲁棒性,并且使系统的响应速度尽可能的快。论文提出一种方法:通过单神经元自适应算法求出控制月球车的合力和合力矩,再利用拉格朗日算法求得每个执行器的控制量。仿真实验表明此算法有很好的鲁棒性和自适应性,为月球车的控制应用提供了理论依据。     

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。     

基于再生核理论的月球车轨迹跟踪控制*

针对平整坡面上行驶的月球车,研究了基于再生核理论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,对有限时间内的期望轨迹进行采样;利用再生核方法,数值求解控制参数,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.