月球车视觉系统立体匹配算法

为了满足月球车视觉系统实时性和可靠性的要求,提出了一种基于点和边缘特征提取的立体匹配算法.首先采用高斯滤波和有限对比适应性直方均衡化(CLAHE)方法对校正后的立体图像对进行预处理,以削弱噪声和对比度的影响.其次研究了图像的SIFT特征点和边缘特征提取和匹配方法,以获得月球车周围的环境概貌和障碍物信息.最后将匹配成功的...     

月球车驱动轮爬坡牵引性能预测

月球表面可通过性较差,预测月球车驱动轮的爬坡牵引性能,对于保证探测工作的正常进行有重要意义。在传统地面车辆理论与研究方法的基础上,考虑斜坡角度对浅层月壤应力分布的影响和轮刺作用,给出了刚性车轮与月壤的相互作用模型。通过实例,计算和分析了不同参数的变化对车轮牵引性能的影响。分析结果表明:车轮的挂钩牵引力和滚动阻转矩受到车轮滑转率、结构尺寸和轮刺高度等参数变化的影响;车轮驱动效率随滑转率变化呈现先增大后减小的趋势,在最优的滑转率区间内能获得较大值。分析结论为月球车车轮的设计和控制提供了参考。     

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。     

NASA的新概念月球车SPR

此前我们介绍过NASA的“星座计划”——2020年将人类重新送上月球。为了实现这个伟大的目标，NASA不仅在紧锣密鼓地研发Ares火箭和Orion太空船，对于新型月球车的测试也丝毫没有放松。在不久前举行的第11届沙漠研究和技术研讨会上，NASA的工程师、宇航员和地质学家们就对两种不同配置的小型月球车进行了实地测试，     

12/13秋冬

怀旧无处不在2012年7月4日,欧洲核原子研究中心宣布发现了Higgs Bosun,这是在过去75年中最重要的一项科学发现。8月6日,一辆汽车大小的钚动力月球车,被称为美国航空航天局的”火星科学实验室”（MSL）成功降落在火星表面——它的使命是继续寻找地球之外的生命迹象。     

月球车轮腿行星齿轮应力分析及离散优化设计

针对基于二级半转机构的轮腿式月球车,建立其虚拟样机模型,通过典型工况下的动力学仿真获得月球车轮腿机构各齿轮的力学数据。在此基础上,建立轮腿行星机构齿轮的有限元分析模型,并进行了应力分析计算。基于ANSYS参数化设计语言APDL,结合离散优化方法对轮腿行星机构齿轮进行了优化设计。优化后的齿轮不仅满足强度要求,而且质量比原来降低了46%,这为优化月球车轮腿结构提供了一种新的有效途径和方法。     

新型轮式载人月球车滑移转向初探

载人月球车转向系统设计的好坏直接影响月球车的平稳性、路径跟踪及紧急避障能力。将滑移转向技术与载人月球车有效结合,提出了一种新型载人月球车滑移转向系统,研究其动力学与运动学建模方法。在分析载人月球车滑移转向的纵向行驶特性、方向稳定性及原地转向特性的基础上,设计了载人月球车滑移转向系统横摆角速度PID闭环控制控制器,实现了车辆自主横摆角速度的跟踪控制。仿真结果表明,载人月球车滑移转向系统具有较好的原地转向能力,在转向过程中不仅兼顾了滑移转向车辆低速时的转向轻便性,而且有效地改善了车辆的操纵性能和跟踪性能。     

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.     

月球车足部构型参数对其驱动性能的影响研究

以二级半转轮腿式月球车为研究对象,考虑月球车在松软月面上的下限问题,在轮腿的跨步杆两端各添加一个"足",并设计出两种月球车轮腿足部构型方案,以增大足部与月壤间的有效接触面积和摩擦力。依据车辆地面力学基本理论,分析月球车的轮腿足瓣与月壤的相互作用力学特性,建立了月球车无轮刺足瓣与月壤的相互作用力学模型,在此基础上,分析了足瓣轮刺效应。提出月球车驱动性能的四个评价指标:足瓣沉陷指标、足部牵引性能指标、驱动电动机性能指标和爬坡性能指标,通过给定月壤特性参数、月球车载荷和滑转率,研究了足瓣的半径、宽度以及轮刺的高度和个数对挂钩牵引力、驱动力矩的影响。Matlab仿真表明,增大足瓣半径、宽度以及轮刺高度和个数均可以提高月球车的驱动性能,与增加足瓣宽度相比,增加足瓣半径效果更好。研究结果为后续的足部机构设计提供了理论参考。     

行星轮式月球车车轮与地面间的动载荷分析

为提高行星轮式月球车的行驶平顺性和操纵稳定性,尽量减小车轮与地面之间的相对动载荷,建立了七自由度月球车的振动系统模型,并给出了月球车振动系统的振动微分方程和频率响应函数的计算方法,在确定月球车的路面输入谱密度的基础上推导了车轮与地面之间相对动载荷均方根值的计算公式,用M at-lab软件进行编程和计算,确定了悬挂系统的扭杆弹簧刚度和减振器阻尼的合理数值范围.