空间自由漂浮机器人对运动目标抓捕的路径规划
[Abstract]:A piecewise online motion planning method is proposed for the capture of moving objects by space manipulator, which focuses on solving the problem that the robot arm may block the sight of stereo vision camera and meet the requirements of capture time. Based on the extended Kalman filter (EKF), a target motion state estimator is established. The line of sight occlusion constraint of stereo vision camera is modeled mathematically. The approach process of robot arm to target is divided into two stages. The rolling RRT (fast extended random tree) method in multi-constrained environment and the proportional guidance algorithm which can approach the target quickly are used in the two phases, respectively. According to the estimation accuracy of the target motion state, the motion segment is switched autonomously. At the same time, considering the dynamic coupling characteristics of the composite body, the angular velocity of the platform attitude is limited in motion planning. The method of motion state estimation and motion planning are verified by mathematical simulation. The proportional guidance method may fail because of the robot arm blocking the observation line of sight of stereo vision camera, but the segmented motion planning method in this paper can capture the target successfully for all the simulation cases. The segmented motion planning method in this paper can effectively estimate the moving state of the moving target in various directions and capture quickly and reliably, thus avoiding the capture failure caused by the line of sight observed by the stereo vision camera. The handoff strategy based on target motion state estimation can automatically switch two motion segments on line according to the actual target motion, which is robust to the target with unknown motion state.
【作者单位】: 哈尔滨工业大学航天学院;哈尔滨工业大学机电工程学院;
【基金】:国家科技支撑计划(2015BAK06B00)
【分类号】:TP242;V441
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 居鹤华;崔平远;刘红云;;基于自主行为智能体的月球车运动规划与控制[J];自动化学报;2006年05期
2 戈新生,陈立群,刘延柱;带有两个动量飞轮刚体航天器的姿态非完整运动规划问题[J];控制理论与应用;2004年05期
3 王平;郭继峰;史晓宁;崔乃刚;;服务航天器近距离操作四维运动规划方法研究[J];控制与决策;2010年10期
4 李岩;蔡远文;;基于遗传算法的空间自由漂浮机械臂系统运动规划[J];航天控制;2012年01期
5 刘伟;郑征;蔡开元;朱文龙;;快速平滑收敛策略下基于QS-RRT的UAV运动规划[J];中国科学:信息科学;2012年11期
6 ;新知广场[J];环球人物;2007年13期
7 田强;刘铖;刘丽坤;李新刚;;柔性抓取机械臂-太阳翼耦合动力学与控制研究[J];系统仿真学报;2013年07期
8 于登云;孙京;马兴瑞;;空间机械臂技术及发展建议[J];航天器工程;2007年04期
9 谭月胜;孙汉旭;贾庆轩;陈佶;张秋豪;;空间机械臂的一种自标定方法[J];宇航学报;2006年04期
10 刘暾;杨大明;;柔性空间机械臂动力学模型[J];航天控制;1990年02期
相关会议论文 前4条
1 居鹤华;崔平远;崔祜涛;;基于自主行为智能体的月球漫游车运动规划与控制[A];中国宇航学会深空探测技术专业委员会第一届学术会议论文集[C];2005年
2 杨天夫;谷勇霞;阎绍泽;;大型空间机械臂动力学建模及其性能分析[A];中国空间科学学会2013年空间光学与机电技术研讨会会议论文集[C];2013年
3 雷拥军;吴宏鑫;;空间机械臂控制及其在空间探测中应用综述[A];中国空间科学学会空间探测专业委员会第十六次学术会议论文集(下)[C];2003年
4 郭军;崔龙;;柔性双连杆机械臂运动规划及仿真[A];首届全国航空航天领域中的力学问题学术研讨会论文集(下册)[C];2004年
相关重要报纸文章 前4条
1 ;“凤凰”轻舒机械臂,火星留下第一痕[N];新华每日电讯;2008年
2 田兆运 张晓祺;“玉兔号”:机械臂投放测试成功,,即将开始休眠[N];新华每日电讯;2013年
3 通讯员 祁登峰 记者 付毅飞;“玉兔”机械臂成功实施首次科学探测[N];科技日报;2014年
4 张雪松;“卫星抓卫星”缘何有人不安[N];中国航天报;2013年
相关博士学位论文 前2条
1 李杰;基于几何力学模型的无人机运动规划与导引方法研究[D];国防科学技术大学;2014年
2 丛佩超;空间机械臂抓取目标的碰撞前构型规划与控制问题研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
相关硕士学位论文 前10条
1 胡广;无人机环境建模和运动规划算法研究[D];大连理工大学;2015年
2 叶佩昌;机器宇航员协调操作过程中力位混合控制方法研究[D];北京邮电大学;2015年
3 侯鹏飞;面向航天器在轨维修任务的机械臂及其地面实验研究[D];哈尔滨工业大学;2015年
4 何阳;实验舱机械臂关节快换接口的设计与研究[D];哈尔滨工业大学;2015年
5 沈晓鹏;机械臂多力场耦合仿真研究[D];北京理工大学;2015年
6 王胜超;两自由度链状多体动力学建模及振动抑制研究[D];哈尔滨工业大学;2016年
7 文坤;基于空间机械臂的航天器系统惯性参数辨识[D];湘潭大学;2015年
8 谷利亚;空间机械臂关节在轨温度场数值仿真分析[D];北京交通大学;2016年
9 任磊;机场嵌入式灯具自动拆装装置的设计与研究[D];中国民航大学;2016年
10 白阳;旋翼飞行机械臂控制系统设计及仿真测试[D];南京航空航天大学;2016年
本文编号:2400346
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/zidonghuakongzhilunwen/2400346.html