六轮月球漫游车越障平顺性仿真分析

该文讨论了运用虚拟样机技术,对所研究方案中月球漫游车在月面环境中越障时的平顺性仿真分析方法,简介并讨论了漫游车在月球表面的行驶路面环境,根据六轮摇臂式月球漫游车的结构特点,建立了11自由度的月球漫游车振动系统动力学模型,通过仿真试验,分析了在月面环境下漫游车主要悬架参数对平顺性的影响,从而实现了在漫游车的研究设计阶段,对其平顺性进行预测和分析的目的。     

基于嫦娥一号探月数据虚拟月球立体显示系统

提出一项利用真实月球探测数据来准确构建月球立体虚拟显示系统的技术,在双通道立体环幕投影系统上实现.利用嫦娥一号探月卫星的探月数据,采用多边形细分算法、自动拼接图像算法、渐进网格简化算法等多个关键技术构造具有真实立体感的3D月球模型,在VRP虚拟现实平台上进一步实现立体月球虚拟仿真系统,实现在月球表面的实时虚拟自动或交互漫游,戴上立体眼镜观察月球模型,使人具有身临其境的效果.该系统得到了精度更高的月球模型数据,解决了海量采集数据与实时显示的矛盾.通过该项技术可进一步了解月球表面的真实结构,为月球的科学研究提供基础,可应用于月球环境研究、虚拟漫游、月球科普宣传与展示以及其它月球虚拟现实相关的领域,具有广泛的市场前景.     

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.     

基于Vega的虚拟现实系统漫游引擎

分析虚拟现实系统漫游引擎的设计与实现,提出基于Vega的视点与场景的碰撞检测算法,讨论用鼠标和键盘控制虚拟场景的带碰撞检测的漫游引擎,并把该漫游引擎应用到虚拟校园漫游系统的开发,取得预期的效果．     

三维复杂模型实时动态显示的研究与实现*

三维复杂模型的实时动态显示已成为近年来计算机图形学的研究热点之一．它广泛应用于飞行模拟、科学计算可视化、建筑物漫游等领域．本文以玉溪卷烟厂信息管理与决策支持系统的需求为背景，讨论了三维复杂模型的实时漫游问题．多种实时动态显示技术在本系统中得到充分利用，包括多精度模型、层次模型、实例技术、可见性测试、纹理映射、分层切换与控制技术等．本文最后给出了显示结果及今后的研究工作．     

几何建模技术在虚拟校园漫游系统开发中的应用

虚拟漫游系统的开发是虚拟现实技术的一个重要应用.以华北电力大学保定二校区为虚拟仿真环境,使用3DSMAX建模工具对校园中的各种模型进行建模,使用多种基于几何建模的场景优化措施,并基于Google Earth卫星截图进行场景的精确布局设计.结合Virtools虚拟现实开发平台,设计了虚拟校园漫游系统的开发流程,并在微机平台上实现了一个场景复杂的校园实时漫游系统.该校园漫游系统不但为用户提供了友好的Web界面,而且设计并实现了基于导航图控制的人机交互机制,便于综合使用多种漫游方式快速漫游校园的场景.     

对漫游短消息欢迎系统的研究

本文讲述了漫游短消息欢迎系统概念,市场和技术背景,详细介绍了实现漫游短消息的关键技术,即对漫游用户的检测、位置更新和删除.结合对系统的理解、研究,本文提出了一种漫游短消息欢迎系统的总体设计思想以及设计实现的软件方案功能框图,并提出建议的硬件环境.最后对漫游短消息欢迎系统的巨大的市场潜力和进一步完善做了说明.     

基于Tourweaver的虚拟校园漫游系统

针对公共环境的引导介绍,以某校园为例,本文介绍了利用球面全景图开发网上虚拟校园的方法,对全景漫游技术进行了研究,实现了虚拟全景系统．讲述了全景拍摄时节点的调整方法,并通过规范全景设计一系列流程来完成全景图的拼接．用Tourweaver软件将全景图导入,通过添加地图、热点、雷达等元素把漫游系统制作成视频格式进行发布．漫游系统具有界面简洁、功能实用的特点,使用户一目了然．     

建筑CAD及其实时漫游技术

一个完整的建筑造型通常都包含１０几万乃至上百万个多边形,若要在这样的环境中作实时漫游,则必须进行可见性预处理．通常当视点位于建筑物的内部时,只有少数面是可以看见的,而绝大多数面都被遮挡住了．如果能够只对这一小部分面进行消除或渲染处理,就可以大大提高计算速度．本文根据建筑ＣＡＤ的特点探索了一种基于“房间”结构的可见性预处理方法,这种方法速度较快,而且容易实现．在实时漫游中,只需根据预处理结果从视点所在房间的数据结构中提取相关的可见面进行计算,而不需处理整个建筑模型,从而大大提高了实时计算的速度．实践证明,采用可见性预处理技术,在微机上实现快速动态消除,在速度上可以满足实时漫游的需要．     

月球探测(车)机器人技术的发展与展望

简述当前国内外探月研究进展及月球探测(车)机器人研究发展情况.基于月球的复杂环境特征,对比轮式运动与步行式运动月球探测(车)机器人的优势与缺陷,重点介绍了一种新型六轮腿式月球探测机器人方案.该方案具有高机动性,越障能力强,容错性好等特点,对该方案主要技术性能、本体结构、运动系统、轮腿切换机构工作原理等关键技术进行了探讨.     

Evolution of a Prototype Lunar Rover: Addition of Laser-Based Hazard Detection, and Results from Field Trials in Lunar Analog Terrain

This paper presents the results of field trials of a prototype lunar rover traveling over natural terrain under safeguarded teleoperation control. Both the rover and the safeguarding approach have been used in previous work. The original contributions of this paper are the development and integration of a laser hazard detection system, and extensive field testing of the overall system. The laser system, which complements an existing stereo vision system, is based on a line-scanning laser ranger viewing the area 1 meter in front of the rover. The laser system has demonstrated excellent performance: zero misses and few false alarms operating at 4 Hz. The overall safeguarding system guided the rover 43 km over lunar analogue terrain with 0.8 failures per kilometer.     

滑转率对月球车车轮驱动力学特性的影响分析

应用车辆地面力学理论研究滑转率对月球车车轮挂钩牵引力、驱动效率以及功率消耗的影响.建立刚性车轮与松软月壤交互作用的动力学模型.通过实例对月球车车轮驱动动力学特性进行仿真分析.研究结果表明,车轮的挂钩牵引力、驱动效率以及驱动能耗均受到车轮滑转率的制约.存在一个最优的滑转率区间,在此区间内车轮可获得较大的挂钩牵引力、较高的驱动效率以及较低的驱动能耗.求取轮、地相对速度,对月球车车轮的地面摩擦力功率进行了估算.     

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。     

基于滑转率的六轮纵列式月球车驱动控制研究

基于车轮滑转率和车轮地面力学,研究了月球车在松软月面行驶时的车轮过度下陷问题.将 月球车车轮下陷和车轮—土壤作用力表达为车轮滑转率的函数,结合车辆地面力学理论并考 虑纵列式车轮多通过性土壤参数的修正,建立了月球车的动力学模型.判断车轮是否发生过 度下陷的标准为土壤所提供给驱动轮的土壤推力能否克服土壤对车轮的阻力.利用建立的动 力学模型,计算出能够保证车轮不会过度下陷的期望滑转率.考虑到月球车动力学系统的非 线性和不确定性,设计了以车轮滑转率为状态变量的滑模驱动控制器.仿真结果表明,采用 该控制器可以较快地跟踪期望滑转率,避免车轮的过度滑转下陷,保证月球车能够在软质路 面上正常行驶.     

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.     

基于地面力学的月球车爬坡轮—地相互作用模型

月球车爬坡地面力学模型在月球车的设计、越障性能评价、控制和仿真等方面具有极其重要作用．利 用月球车轮地相互作用测试系统进行车轮爬坡性能实验,结合实验数据在传统车轮—土壤相互作用应力分布模型之 上推导出爬坡轮—地相互作用模型,同时考虑爬坡角度对浅层月壤应力分布的影响,提出了随滑转率变化的沉陷 因数经验公式,来反映月壤压实、刮带、侧向流动等引起的滑转沉陷．通过对应力分布公式进行积分转化得到集中 力／力矩计算模型,利用ADAMS 二次开发的柔性爬坡仿真环境并结合实验数据进行模型验证．在斜坡角度为16±, 载荷为100 N,当滑转率从0 增加到0.6 时,将模型的车轮斜坡法向载荷、挂钩牵引力和驱动力矩的计算值与实验数 据相对比,结果相对误差不超过10%,因而该爬坡模型可以有效地用于月球车轮地相互作用的力学计算．     

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。