《月球车移动系统设计》

内容简介:本书基于作者对月球车移动系统多年理论研究和工程经验的积累,密切结合我国月球探测工程的需求,主要以月球车移动系统为对象,对国内外星球车移动系统的结构特点进行了全面概括;基于拓扑学对月球车移动系统进行了构型设计和折展技术研究,并进行了性能分析与参数优化;基于地面力学对月球车轮地作用进行了研究,并进行了月球车移动系统动力学研究和移动控制研究;针对月面低重力环境进行了重力补偿技     

月球车驱动系统密封副加速寿命试验研究

为了适应月球车长寿命、高可靠性的要求，利用变载荷谱加速寿命试验方法对月球车驱动系统的密封副进行了寿命试验研究。在分析月球环境的基础上，研究了月球车密封材料的关键故障模式和故障机理，设计了基于温度变化率和驱动转速的加速应力试验剖面，建立了混合威布尔分布的综合应力加速寿命试验模型和统计分析方法。通过寿命试验，给出了月球车密封副在常规应力下的寿命特征，从而为月球车的设计和研制及月球车驱动系统密封配对材料的选取提供试验验证依据。分析结果表明，所选用的配对密封副材料在密封效果和寿命上均满足设计要求。     

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。     

触角——中国首个登月探测器

正想象力远比知识更重要,因为知识是有限的,而想象力则包括了世界上的一切。——Albert Einstein人类为何要探索外星球?事实上,如同人类为何要了解细胞深处的秘密一样,都是出于人类的本能和激情,这驱使我们探索人类的发展历史、起源和命运。虽然面对浩瀚的宇宙,人类的力量显得那么渺小,但一代又一代的科学家却将冒险精神与严谨科学相结合,使宇宙探索成为可能。     

基于SIFT特征的月面模拟环境视差估计

根据对月球车双目立体视觉系统及其工作环境特点的分析,给出了一种基于SIFT特征的月面模拟环境视差估计方法;首先通过尺度不变特征变换方法从图像中提取关键点作为特征点,然后以特征点特征向量的相异度作为匹配度量进行特征点匹配,最后通过已匹配特征点的种子扩散来进行视差的估计;与传统的SIFT特征匹配算法相比,通过减少特征点的维数可以提高月面模拟环境图像的匹配速度,而利用行扩散的传播方式可以提高匹配精度;实验结果表明,该算法用于室外地形图对的匹配时,可以生成较为准确和稠密的视差图,证明了该算法的实用性和有效性.     

基于多传感器信息的前方障碍物检测

月球环境感知是月球车自主导航的关键,月表石块将成为月球车行驶的主要障碍物之一,而依靠单一传感器获取障碍物信息都有局限性。充分利用单目视觉与激光雷达的优势资源,建立传感器信息融合系统。首先,基于模式识别理论的Fisher准则函数二值化CCD图像,并采用阈值面积消除法滤掉小面积区域,再根据8连通判别算法对石块进行标记后,对二值图像分别进行水平和垂直投影变换,画出石块的矩形区域。然后,利用激光雷达的面扫描功能实现融合系统的标定,再基于图像信息确定线扫描的初始位置并进行线扫描,获得障碍目标的三维数据并对其进行中值滤波和聚类分析,进而求取石块的距离、宽度及大致形状信息。     

八轮扭杆摇臂式可展开月球车振动分析

摘 要：在展开过程中,八轮扭杆摇臂式可展开月球车受到月面不平激励引起的随机振动和展开动力源引起的强迫振动的共同作用。为方便建立振动模型,首先针对八轮扭杆摇臂式月球车的结构特点,将两个耦合的地面不平输入等效处理为一个独立的地面不平输入,在此基础上建立了11自由度振动微分方程。通过对振动微分方程进行傅立叶变换,将两种振动激励解耦处理,在Matlab中编程绘制了月球车车身振动响应幅频关系曲线,振动加速度幅频关系曲线,以及定刚度时悬架动挠度均方根值与阻尼间的关系曲面。分析了车体在三个方向的振动响应及振动加速度的变化特点,指出了系统刚度值不变的情况下阻尼的合理取值范围,为进一步改进设计提供了理论依据。     

基于陀螺和太阳敏感器的月球车定向方法

针对月球探测车采用惯性导航方法进行定向时,航向角参数误差随时间不断累积的缺点,提出了一种天文导航定时修正的月球车自主定向方法.该天文方法首先建立当地地平坐标系,然后通过太阳敏感器观测太阳矢量并由星历计算来推算太阳的方位从而得到月球车的航向信息.仿真实验分析比较了月球车有无误差修正时航向信息的差别.最后通过中国天文年历和...     

月面环境下的惯性导航模型研究

通过分析月面环境的特殊性,在地面惯性导航系统理论体系的基础上,运用哥氏定理对月面环境下的惯性导航模型进行了系统研究;完成了惯性导航方程的建立及证明、系统误差、速度误差的分析及模型的推导;所研究的模型弥补了以往月面导航侧重导航方法的实现而对惯性导航理论重视不够的不足.     

基于视觉导航的新型月球车驱动控制参数在线估计

为了在复杂的轮地相互作用和运动学限制条件下,实时地估计轮地接触角和滑移量以精确引导和控制 月球车,首先分析了月球车视觉导航的数学模型,建立了带有滑移和接触角的运动学方程,然后,将驱动和导航系 统构成闭环,并实测月球车质心运动路径的数据,提出了一种用观测器识别滑移量和轮地接触角的方法．此法可保 证月球车准确、安全运行,提高了控制精度．仿真和实验结果表明了该方法的有效性和可行性．