基于能量约束的火星车路径规划研究

刘涛¹, 唐玲¹, 袁宝峰², 魏世民¹

1. 北京邮电大学 自动化学院, 北京 100876;
2. 北京空间飞行器总体设计部 空间智能机器人系统技术与应用北京市重点实验室, 北京 100094

收稿日期:2019-02-28出版日期:2019-10-28发布日期:2019-11-25
通讯作者:唐玲(1986-),女,工程师,E-mail:tangling@bupt.edu.cn.E-mail:tangling@bupt.edu.cn
作者简介:刘涛(1994-),男,硕士生.
基金资助:北京市自然科学基金项目（L172031）

Path Planning Based on Energy Constraints of Mars Rover

LIU Tao¹, TANG Ling¹, YUAN Bao-feng², WEI Shi-min¹

1. School of Automation, Beijing University of Posts and Telecommunications, Beijing 100876, China;
2. Beijing Key Laboratory of Intelligent Space Robotic Systems Technology and Applications, Beijing Institute of Spacecraft System Engineering, Beijing 100094, China

Received:2019-02-28Online:2019-10-28Published:2019-11-25

摘要/Abstract

摘要： 针对火星车在火星行驶过程中存在的能量消耗过多等问题，提出了一种基于能量约束的路径规划算法.首先，考虑火星车克服重力做功以及驱动机构内部损耗等因素，推导出火星车的运动能量消耗函数，并求解其最小值，构建能量带权图；然后通过迪杰斯特拉算法，计算得到火星车能量带权图的能量消耗最小路径，并使用五次多项式插值拟合的方法实现火星车的行驶轨迹规划；最后，采用Adams软件建立火星典型地形和火星车动力学模型，采用Matlab/Simulink软件搭建火星车控制器模型，对火星车在典型地形中的行驶过程进行动力学与控制联合仿真实验，验证了所提路径规划算法的效果.结果表明，相对于传统的避障路径规划算法，所提算法使火星车能量消耗减少了15%以上，可有效提高火星车的能量利用效率.
中图分类号:
TP242

引用本文

刘涛, 唐玲, 袁宝峰, 魏世民. 基于能量约束的火星车路径规划研究[J]. 北京邮电大学学报, 2019, 42(5): 107-112.
LIU Tao, TANG Ling, YUAN Bao-feng, WEI Shi-min. Path Planning Based on Energy Constraints of Mars Rover[J]. JOURNAL OF BEIJING UNIVERSITY OF POSTS AND TELECOM, 2019, 42(5): 107-112.





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