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三维复杂环境下多层路径规划实现空间灵巧移动
 [打印]添加时间:2023-01-05   有效期:不限 至 不限   浏览次数:173
   上层规划负责全局路径规划,即参考轨迹生成。首先将空间环境栅格化,获得其栅格地图,并按最大体积包络将多臂航天器等效为刚体球。其次,考虑航天器在狭窄空间的穿越需求和表面巡检时有效附着要求,利用邻域延拓的蚁群算法,获得约束条件下的点到点参考轨迹,见图2。
 
  中层规划负责生成航天器的动作序列,考虑航天器在空中作业时的零重力环境,以及非连续表面的跨越需求,设计适合同一平面内移动的平移步态和异面间移动的翻转步态(图3)。最后,考虑不同动作的接续约束及能耗,优化得到沿参考轨迹运动的动作序列。
 
  底层规划负责将任务空间的位置轨迹映射为关节空间的角度轨迹。在获得动作序列及末端足端轨迹后,考虑多臂自避障、奇异及关节约束等,获得任务空间到关节空间的映射,从而获得全局的运动指令。移动路径全局仿真结果见图4。
 
  该文研究成果为解决三维空间中的路径规划问题提供了新思路,也为未来多臂航天器的在轨制造和维护提供了技术基础。
 
  哈尔滨工业大学深圳校区岳程斐副教授为该文章第一作者,曹喜滨院士为该文通讯作者。哈尔滨工业大学航天学院陈雪芹研究员、博士研究生林涛、深圳校区博士研究生张枭等人参与了此项工作。该研究得到了国防科技创新特区领域基金和深圳市高层次人才科研项目资助。