带机械臂的月面巡视探测器的路径规划方法研究

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1、!第!"卷!第#期航!天!器!工!程1234!"!.24#!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!$%!%年"月&'()*)+(,-*./0.**+0./!!!$"带机械臂的月面巡视探测器的路径规划方法研究李群智!申振荣!张!伍!贾!阳!北京空间飞行器总体设计部"北京!!%%%"5#摘!要!针对巡视探测器路径规划和机械臂路径规划的不同和两者需要依次执行的连接需求!文章将月面巡视探测器的路径规划过程分为三个阶段"巡视探测器的路径规划#机械臂的路径规划#器臂动态联合的路径规划!针对不同的规划分别提出了不同的规划方法!并进行了仿真验证$研究结

2、果表明!巡视探测器的整个路径规划是一个复杂的运算规划过程!在非结构化月面环境下!基于月面三维数字高程图采用改进的启发式搜索%("&算法!可以比较高效地完成巡视探测器的路径规划'在采用蒙特卡罗法建立机械臂可达工作空间的基础上!可以比较简单#准确地获取机械臂的规划路径'巡视探测器整个就位探测过程的实现需要两种规划的动态联合$关键词!月面巡视探测器'机械臂'路径规划'启发式搜索%("&算法'蒙特卡罗法中图分类号!156789!!文献标志码!(!!文章编号!!769:;65;"$%!%#%#:%%$":%7!"#$%&'()"*(+)'','-&."

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7、6:9%$修回日期!$%!%:%;:!%基金项目!国家重大科技专项工程作者简介!李群智%!"6;]&!女!博士!工程师!研究方向为月面巡视探测器$9%!航!天!器!工!程!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!"卷!表示方法"常用的环境建模方法有栅格法)几何法)!!引言)空间!):NQKRE#法和拓扑图等&每种数字地图的表示方法都有自己的优点和缺点"根据月面巡视探月球是人类向外层空间发展的理想中转基地和测器环境感知的特点"一般采用栅格法&前哨站&目前"包括中国在内的世界多个国家的研基于栅格的环境表示方法最早由*3PEN和'!:$('7(究机构

8、均开展了对月探测的研发工作&其中"路2FKUE提出&所谓栅格法就是将地形环境用栅'9(径规划的研究"作为月面巡视探测器!简称巡视格进行覆盖"每个栅格的属性值代表所