国家高技术研究发展计划(2006AA12Z307)
- 作品数：21 被引量：61H指数：4
- 相关作者：居鹤华崔平远裴福俊彭兴文李秀智更多>>
- 相关机构：北京工业大学哈尔滨工业大学北京理工大学更多>>
- 发文基金：国家高技术研究发展计划博士科研启动基金更多>>
- 相关领域：自动化与计算机技术航空宇航科学技术电子电信更多>>
- 基于DR/CNS的月球车位置估计方法
- 2011年
- 月球车自主导航系统是完成月球探测任务的基础和关键,文中针对月球车导航的特殊要求设计了一种基于CNS/DR组合的月球车自主导航方法;首先依据月球车运动模型建立了系统状态方程,然后利用太阳敏感器测量的太阳高度角、航位推算系统输出的航向角速率和单位时间间隔内月球车行进距离作为量测信息建立了导航系统观测方程,再用扩展卡尔曼滤波(EKF)对导航信息进行最优估计;最后,对基于CNS/DR组合的月球车自主导航方法在计算机上进行了仿真分析;通过仿真结果可以说明文中提出的方法能获得较好的位置和航向估计精度,证明了该方法的正确性,是解决月球车自主导航问题一种有效的方法。
- 刘洋波刘红云裴福俊居鹤华
- 关键词：月球车太阳敏感器天文导航航位推算扩展卡尔曼滤波
- 双目移动机器人立体匹配算法被引量：3
- 2011年
- 提出一种基于图像分割和可信点的双目移动机器人立体匹配算法,首先采用纹理检验分割算法对双目移动机器人获得的左右图像进行分割,确定低纹理和纹理相似区域;然后通过SIFT特征匹配点得到可信点视差;其次采用SAD区域匹配加速算法得到初始视差;最后依据SIFT特征匹配点的分布、初始视差和最小距离分类器对图像分割块进行视差处理,同时对于较小的图像分割块进行BLOB滤波处理来获取较高精度的视差图.实验结果表明,本算法能有效解决双目移动机器人周边环境中的低纹理和纹理相似视差精度差的问题,可快速准确识别障碍.
- 王贵财崔平远居鹤华
- 摇臂式月球车协调牵引控制方法研究
- 2009年
- 通过分析轮-地接触模型以及摇臂式月球车静力学模型,获得了车轮静态负载的计算方法;作为冗余自由度机器人,利用车轮静态负载以及驱动力矩与速度之间对偶关系,完成了月球车的力矩分配,实现了冗余驱动系统的动力学优化;结合力矩分配并基于月球车动力学模型,讨论协调牵引控制方法,实现了月球车速度跟踪控制;在三维动力学仿真平台上,对该牵引方法进行了性能评价,证实其控制效果优于传统方法。
- 彭兴文居鹤华崔平远
- 关键词：运动学动力学
- 一种适合于月球车的长距离自主导航方法
- 2009年
- 针对月球车自主导航系统的特殊要求,设计了一种月球车长距离自主导航方法。该方法首先依据惯性导航和天文学的基本原理建立月球环境下惯性导航系统的姿态、速度和位置误差方程,然后针对捷联惯性系统平台失准角较大的问题,引入里程计测量的速度信息与球面天文三角公式,共同构建量测方程,由于建立的系统状态方程和量测方程均为线性方程,所以采用卡尔曼滤波实现月球车位姿信息的最优估计。最后,对这一导航方法进行了仿真研究,仿真结果表明,该方法具有更高的位置和姿态估计精度,同时可有效提高系统的稳定性和可靠性,是解决月球车自主导航问题的一种有效而实用的自主导航方法。
- 裴福俊居鹤华崔平远
- 关键词：月球车惯性导航自主导航卡尔曼滤波
- 控制分配方法用于机器人的研究被引量：1
- 2009年
- 六轮关节式移动机器人是一类成功应用于星球表面探测的多刚体铰接运动系统。由于驱动电机的个数大于机器人任务空间的自由度,机器人的驱动控制量存在冗余。在未知环境下,控制分配中的驱动力分配将遇到较大困难。为克服松软地形下车轮的"滑转"问题,以一种四连杆关节式移动机器人为研究对象,提出基于凯恩方程和加权最小二乘伪逆矩阵的驱动力分配方法。然后通过增加滑移率补偿项,在线修正车轮驱动量。最后使用ODE(Open Dynamics Engine)工具包对机器人的牵引控制过程进行了动力学仿真,仿真结果验证了该方法的有效性。
- 雷振伍居鹤华崔平远彭兴文
- 关键词：关节式移动机器人驱动控制
- 一种基于离散化位姿的月球车运动规划方法
- 2010年
- 针对障碍环境下具有非完整约束月球车的运动规划问题,提出了一种基于离散化位姿的月球车运动规划方法。该方法首先将月球车的运动轨迹限定于多项式旋线,通过求解多项式旋线参数生成无障碍条件下连接任意位姿状态的运动轨迹。同时,该方法对月球车运动规划问题中的位姿状态空间进行离散化,形成离散化的位姿状态空间。根据离散化位姿状态空间的特点,在离线的条件下生成连接相邻离散位姿的月球车基本的运动轨迹集。最后该方法结合基本运动轨迹集并利用启发式搜索算法最终解决障碍条件下的运动规划问题。基于动力学仿真平台中的实验结果验证了该方法的正确性和有效性。
- 居鹤华袁也
- 关键词：月球车
- 基于联邦卡尔曼滤波的月球车自主导航方法被引量：8
- 2009年
- 月球车自主导航系统是其完成月球探测任务的基础和关键,因此针对月球车导航的特殊要求设计了一种基于天文导航与航位推算相结合的月球车自主导航方法。首先根据月球车运动模型建立了系统的状态方程,然后利用太阳敏感器测量的太阳高度和方位角为观测信息建立了天文子导航系统,以航位推算系统输出的航向角速率和月球车行进距离为观测信息建立了DR子导航系统,并采用了联邦卡尔曼滤波实现导航信息的最优估计和信息综合以增加导航系统的可靠性和容错能力。最后,通过计算机仿真证明该方法具有很好的位置和航向估计精度,同时该方法有效提高了月球车导航系统的可靠性和容错能力,是解决月球车自主导航问题的一种有效而实用的方法。
- 裴福俊居鹤华崔平远
- 关键词：月球车天文导航航位推算太阳敏感器联邦卡尔曼滤波
- 一种星球漫游车的增强环境地形重构被引量：2
- 2009年
- 本文提出一种基于相机自标定和准稠密匹配相结合的星球漫游车的环境地形重构方法,通过SIFT特征点提取、Kruppa方程的相机自标定、准稠密匹配以及三维重构,生成漫游区域的环境地形图。与传统方法相比,该方法首先通过Kruppa方程可以不依赖星球地形地貌场景的几何结构实现车载相机参数的自标定,解决车载相机参数不一致性问题;其次,通过基于SIFT特征点的准稠密匹配能够快速获得更多可靠而准确的匹配点;最后,利用相机参数标定结果和匹配点实现稠密的、高精度的星球漫游车环境地形重构。实验结果证明了该方法的有效性。
- 王贵财王亮崔平远
- 关键词：星球漫游车自标定三维重建
- 基于自适应SSUKF的组合导航信息融合方法被引量：1
- 2009年
- 针对车载组合导航系统噪声统计特性无法事先实时获取的问题,提出了一种神经网络辅助的自适应SSUKF信息融合算法。该算法利用神经网络在线估计系统噪声,采用SSUKF同时估计系统状态和在线训练神经网络的权值,从而能在系统噪声统计特性未知的情况下获得组合导航系统的实时最优估计,给出了算法的详细实现过程。最后,针对车载INS/GPS组合导航系统的信息融合问题进行了仿真研究。仿真结果表明,该算法在系统噪声统计特性未知的情况下仍能获得高精度的估计效果,同时与自适应UKF算法相比,有效降低了算法的计算量,提高了算法运行的实时性,证明了该算法是一种有效而实用的方法。
- 裴福俊居鹤华崔平远
- 关键词：神经网络组合导航信息融合
- 月壤力学参数在线估计算法研究被引量：12
- 2008年
- 提出了一种基于Guass-Legendre数值积分法和Newton迭代法的新的月壤力学参数估计算法;首先分析行驶在月壤环境下的月球车刚性驱动轮的力/力矩情况,推导出用于力学参数的求解模型;然后采用两点Guass-Legendre数值积分法对模型进行简化;最后结合Newton迭代法和最速下降法求解非线性方程组,依据虚拟六维力/力矩传感器和其它车载传感设备的输出计算出月壤关键力学参数内摩擦角和压陷系数;仿真实验显示该方法是正确和有效的,在高噪声干扰下依然具有较高的准确度,并且该方法具有低计算复杂度,适于月球车进行在线地形参数估计。
- 崔平远刘冰居鹤华
- 关键词：内摩擦角
