一种适用于月面巡视器的通用移动控制方法技术

本发明专利技术提供了一种适用于月面巡视器的通用移动控制方法，从巡视器的移动方式中抽出基本移动控制单元，使用各单元的组合可以实现无障碍的平面环境下巡视器在任意两个位置之间的转移和航向调整，特别适合于巡视器在月面的盲走控制，以及地面测试过程中内场试验和外场试验时的转移过程；使用本发明专利技术实现了快速、高效的巡视器移动控制，降低了制定移动控制方法的时间和难度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及空间探测
，尤其涉及。
技术介绍
中国探月工程分为“绕、落、回”三个阶段，目前正在进行第二阶段的工作，即在月面软着陆释放月面巡视探测器在月球表面进行漫游，利用器载的科学探测设备对月球进行近距离考察。巡视器在月球表面工作时、在地面内场试验、外场试验过程中，具有多种复杂的移动方式，如直行、原地转向、行进间转向、差速转向等，每种移动方式又由多个分解动作组成，因此需要制定巡视器的移动方法，并对巡视器的移动进行控制。但如果单独制定每个巡视器移动方法，通常需要经过复杂的设计、计算、仿真、验证，耗时长、效率低。
技术实现思路
本专利技术提供了，从巡视器的移动方式中抽出基本移动控制单元，使用各单元的组合可以实现无障碍的平面环境下巡视器在任意两个位置之间的转移和航向调整，特别适合于巡视器在月面的盲走控制，以及地面测试过程中内场试验和外场试验时的转移过程。本专利技术的目的是通过下述技术方案实现的:步骤一:首先确定8种控制单元，其中控制单元I至4在移动多电机控制方式下使用，控制单元5至8在GNC算法控制方式下使用；下面进行具体说明:I)控制单元I至4均对4个转向电机与6个驱动电机进行控制；4个转向电机分为左侧转向电机和右侧转向电机两类，其中左侧转向电机包括左前转向电机和左后转向电机，右侧转向电机包括右前转向电机和右后转向电机；6个驱动电机分为左侧驱动电机和右侧驱动电机两类，其中左侧驱动电机包括左前驱动电机、左中驱动电机和左后驱动电机，右侧驱动电机包括右前驱动电机、右中驱动电机和右后驱动电机；控制单元I包括a直行前进和b直行停止；a.直行前进，根据需要设置控制时间；4个转向电机的电机速度均设为0，转向角度均设为0 ;左侧驱动电机的3个电机速度均设为10度/秒，右侧驱动电机的3个电机速度均设为-10度/秒；b.直行停止，在需要紧急停止时使用；4个转向电机的电机速度均设为0，转向角度均设为0 ;6个驱动电机的电机速度均设为0 ; 控制单元2包括a直行后退和b直行停止；a.直行后退，根据需要设置控制时间；4个转向电机的电机速度均设为0，转向角度均设为0 ;左侧驱动电机的3个电机速度均设为-10度/秒，右侧驱动电机的3个电机速度均设为10度/秒；b.直行停止，在需要紧急停止时使用；4个转向电机的电机速度均设为0，转向角度均设为0 ;6个驱动电机的电机速度均设为0 ;控制单元3包括:a原地转弯状态设置、b原地左转、c原地转弯停止和d原地转弯状态恢复；a.原地转弯状态设置:左前转向电机和右后转向电机的电机速度均设为5度/秒，转向角度均设为57度；左后转向电机和右前转向电机的电机速度均设为-5度/秒，转向角度均设为-57度；6个驱动电机的电机速度均设为0 ;b.原地左转，根据需要设置控制时间:左前转向电机和右后转向电机的电机速度均设为0，转向角度均设为57度；左后转向电机和右前转向电机的电机速度均设为0，转向角度均设为-57度；左前驱动电机、左后驱动电机、右前驱动电机和右后驱动电机的电机速度均设为-20度/秒；左中驱动电机和右中驱动电机速度均设为-12度/秒；c.原地转弯停止，在需要紧急停止时使用；左前转向电机和右后转向电机的电机速度均设为0，转向角度均设为57度；左后转向电机和右前转向电机的电机速度均设为0，转向角度均设为-57度；6个驱动电机的电机速度均设为0 ;d.原地转弯状态恢复；左前转向电机和右后转向电机的电机速度均设为5度/秒，转向角度均设为0 ;左后转向电机和右前转向电机的电机速度均设为-5度/秒，转向角度均设为0 ;6个驱动电机的电机速度均设为0 ;控制单元4包括:a原地转弯状态设置、b原地右转、c原地转弯停止和d原地转弯状态恢复；a.原地转弯状态设置；左前转向电机和右后转向电机的电机速度均设为5度/秒，转向角度均设为57度；左后转向电机和右前转向电机的电机速度均设为-5度/秒，转向角度均设为-57度；6个驱动电机的电机速度均设为0 ;b.原地右转，根据需要设置控制时间:左前转向电机和右后转向电机的电机速度均设为0，转向角度均设为57度；左后转向电机和右前转向电机的电机速度均设为0，转向角度均设为-57度；左前驱动电机、左后驱动电机、右前驱动电机和右后驱动电机的电机速度均设为20度/秒；左中驱动电机和右中驱动电机速度均设为12度/秒；c.原地转弯停止，在需要紧急停止时使用；左前转向电机和右后转向电机的电机速度均设为0，转向角度均设为57度；左后转向电机和右前转向电机的电机速度均设为0，转向角度均设为-57度；6个驱动电机的电机速度均设为0 ;d.原地转弯状态恢复；左前转向电机和右后转向电机的电机速度均设为5度/秒，转向角度均设为0 ;左后转向电机和右前转向电机的电机速度均设为-5度/秒，转向角度均设为0 ;6个驱动电机的电机速度均设为0 ;2)控制单元5，GNC算法控制下的直行前进:闭环控制，期望运动曲率设为0，期望运动里程设为0，期望运动时间根据需要设定；控制单元6，GNC算法控制下的直行后退:闭环控制，期望运动曲率设为0，期望运动里程设为0，期望运动时间根据需要设定；控制单元7，GNC算法控制下的原地左转:原地转弯角度根据需要设定；控制单元8，GNC算法控制下的原地右转:原地转弯角度根据需要设定；步骤二:选择每种基本控制单元进行组合并且移动到目标点，具体步骤如下:I)确定月面巡视器的控制方式；如果月面巡视器使用移动多电机控制方式，则使用控制单元I 4 ;如果月面巡视器使用GNC算法控制方式，则使用控制单元5 8 ; 2 )根据月面巡视器初始航向角和目标位置调整月面巡视器航向角，首先确定月面巡视器当前位置A点与目标位置B点连线方向和月面巡视器当前方向所成的夹角a，月面巡视器当前方向定义为+X方向并判断目标位置B点在当前+X方向的左侧或右侧，之后按照如下方法调整航向角:a.如果目标位置在当前+X方向的右侧，且夹角a彡90度，使用控制单元4或8原地右转将+X方向对准目标位置；b.如果目标位置在当前+X方向的左侧，且夹角a彡90度，使用控制单元3或7原地左转将+X方向对准目标位置；c.如果目标位置在当前+X方向的右侧，且夹角a >90度，使用控制单元3或7原地左转将-X方向对准目标位置；d.如果目标位置在当前+X方向的左侧，且夹角a >90度，使用控制单元4或8原地右转将-X方向对准目标位置；3)直行移动a.经过航向角调整后，如果当前+X方向对准目标位置，使用控制单元I或5直行前进，移动到目标位置； b.经过航向角调整后，如果当前-X方向对准目标位置，使用控制单元2或6直行后退，移动到目标位置。本专利技术的有益效果:本专利技术从巡视器的移动方式中抽出基本移动控制单元，使用各单元的组合实现快速、高效的巡视器移动控制，降低了制定移动控制方法的时间和难度。附图说明图1为本专利技术的调整航向角示意图；图2为GNC算法控制方式下的转移过程示意具体实施例方式为了更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图及具体实施例对本专利技术做进一步详细描述。本专利技术从巡视器的移动方式中抽出8种基本移动控制单元，每种控制单元包含具体动作和实现方法，使用各单元的组合实现快速、高效的巡视器移动控制；其中控制单元I至4在移动多电机控制方式下使用，控本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于月面巡视器的通用移动控制方法，其特征在于，步骤一：首先确定8种控制单元，其中控制单元1至4在移动多电机控制方式下使用，控制单元5至8在GNC算法控制方式下使用；下面进行具体说明：1）控制单元1至4均对4个转向电机与6个驱动电机进行控制；4个转向电机分为左侧转向电机和右侧转向电机两类，其中左侧转向电机包括左前转向电机和左后转向电机，右侧转向电机包括右前转向电机和右后转向电机；6个驱动电机分为左侧驱动电机和右侧驱动电机两类，其中左侧驱动电机包括左前驱动电机、左中驱动电机和左后驱动电机，右侧驱动电机包括右前驱动电机、右中驱动电机和右后驱动电机；控制单元1包括a直行前进和b直行停止；a.直行前进，根据需要设置控制时间；4个转向电机的电机速度均设为0，转向角度均设为0；左侧驱动电机的3个电机速度均设为10度/秒，右侧驱动电机的3个电机速度均设为?10度/秒；b.直行停止，在需要紧急停止时使用；4个转向电机的电机速度均设为0，转向角度均设为0；6个驱动电机的电机速度均设为0；控制单元2包括a直行后退和b直行停止；a.直行后退，根据需要设置控制时间；4个转向电机的电机速度均设为0，转向角度均设为0；左侧驱动电机的3个电机速度均设为?10度/秒，右侧驱动电机的3个电机速度均设为10度/秒；b.直行停止，在需要紧急停止时使用；4个转向电机的电机速度均设为0，转向角度均设为0；6个驱动电机的电机速度均设为0；控制单元3包括：a原地转弯状态设置、b原地左转、c原地转弯停止和d原地转弯状态恢复；a.原地转弯状态设置：左前转向电机和右后转向电机的电机速度均设为5度/秒，转向角度均设为57度；左后转向电机和右前转向电机的电机速度均设为?5度/秒，转向角度均设为?57度；6个驱动电机的电机速度均设为0；b.原地左转，根据需要设置控制时间：左前转向电机和右后转向电机的电机速度均设为0，转向角度均设为57度；左后转向电机和右前转向电机的电机速度均设为0，转向角度均设为?57度；左前驱动电机、左后驱动电机、右前驱动电机和右后驱动电机的电机速度均设为?20度/秒；左中驱动电机和右中驱动电机速度均设为?12度/秒；c.原地转弯停止，在需要紧急停止时使用；左前转向电机和右后转向电机的电机速度均设为0，转向角度均设为57度；左后转向电机和右前转向电机的电机速度均设为0，转向角度均设为?57度；6个驱动电机的电机速度均设为0；d.原地转弯状态恢复；左前转向电机和右后转向电机的电机速度均设为5度/秒，转向角度均设为0；左后转向电机和右前转向电机的电机速度均设为?5度/秒，转向角度均设为0；6个驱动电机的电机速度均设为0；控制单元4包括：a原地转弯状态设置、b原地右转、c原地转弯停止和d原地转弯状态恢复；a.原地转弯状态设置；左前转向电机和右后转向电机的电机速度均设为5度/秒，转向角度均设为57度；左后转向电机和右前转向电机的电机速度均设为?5度/秒，转向角度均设为?57度；6个驱动电机的电机速度均设为0；b.原地右转，根据需要设置控制时间：左前转向电机和右后转向电机的电机速度均设为0，转向角度均设为57度；左后转向电机和右前转向电机的电机速度均设为0，转向角度均设为?57度；左前驱动电机、左后驱动电机、右前驱动电机和右后驱动电机的电机速度均设为20度/秒；左中驱动电机和右中驱动电 机速度均设为12度/秒；c.原地转弯停止，在需要紧急停止时使用；左前转向电机和右后转向电机的电机速度均设为0，转向角度均设为57度；左后转向电机和右前转向电机的电机速度均设为0，转向角度均设为?57度；6个驱动电机的电机速度均设为0；d.原地转弯状态恢复；左前转向电机和右后转向电机的电机速度均设为5度/秒，转向角度均设为0；左后转向电机和右前转向电机的电机速度均设为?5度/秒，转向角度均设为0；6个驱动电机的电机速度均设为0；2）控制单元5，GNC算法控制下的直行前进：闭环控制，期望运动曲率设为0，期望运动里程设为0，期望运动时间根据需要设定；控制单元6，GNC算法控制下的直行后退：闭环控制，期望运动曲率设为0，期望运动里程设为0，期望运动时间根据需要设定；控制单元7，GNC算法控制下的原地左转：原地转弯角度根据需要设定；控制单元8，GNC算法控制下的原地右转：原地转弯角度根据需要设定；步骤二：选择每种基本控制单元进行组合并且移动到目标点，具体步骤如下：1）确定月面巡视器的控制方式；如果月面巡视器使用移动多电机控制方式，则使用控制单元1～4；如果月面巡视器使用GNC算法控制方式，则使用...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王劲榕，权爽，王少林，
申请(专利权)人：北京空间飞行器总体设计部，
类型：发明
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