【正文】
進一步的研究將證明機械臂的運動將影響飛行器機身的角度。圖3 兩個自由度的C空間圖4 C空間的路徑(2個自由度)5 結論本文提出了捕獲目標衛(wèi)星的路徑生成方法,并用數(shù)字模擬的方法證明了它的實用性。同時為了路徑表述的更加簡單,附有在方向上180度范圍的連接的插圖,并做了說明。正是由于這個原因,為了保證旋轉(zhuǎn)的連續(xù)性,我們需要充分利用周期性的邊界條件。圖4顯示的是生成的路徑,這是通過利用離散數(shù)據(jù)點平滑交替生成的樣條插值曲線。假定的坐標系統(tǒng)圖2所示圖2 2個自由度的路徑規(guī)劃問題為計算初始條件的鏈接2和它的目標角度,應考慮的大小:初始角度:目標角度:在這種情況下,勢場域分成180段計算成C空間。基于這些準備,我們可以通過在配置空間中機械臂的移動搜索來到達目標位置。在3個自由度的情況下,并不是根據(jù)航天器機體的角度,可操縱性由來衡量。我們來解釋一下空間機器人和目標衛(wèi)星的幾何關系,在捕捉到目標后,我們再回想一下整個操作過程,讓空間機器人有更大的可操作性是完全可行的。每個鏈接的長度給出如下:l1 =[m], l2 = [m], l3 = [m]并假設目標衛(wèi)星有1平方米。數(shù)值仿真:基于上述方法對于捕獲目標衛(wèi)星路徑規(guī)劃的檢查是使用空間機器人模型進行的。本文中,在生成勢場域時,所有現(xiàn)實空間的點的生成條件對應于所有的節(jié)點都是經(jīng)過計算的。配置空間(C空間)中機器人僅表示為一個點,主要是用于路徑搜索。本文主要是通過MATLAB命令應用樣條函數(shù)。為了消除這些弊端,我們提出利用樣條插值技術。采用4節(jié)點相鄰的空間機器人存在的節(jié)點上的勢場,最小的節(jié)點選擇移動到另一點,這個過程最終引導機器人無碰撞的到達目標的位置。通過這種方法,在迭代計算的邊界節(jié)點獲得的的值將不會改變,而且自由節(jié)點的值是不同。在上述的計算中,作為邊界條件,定義特定的正數(shù)來表示障礙物和目標。圖1 雙鏈路空間機器人3 路徑規(guī)劃算法 拉普拉斯勢場域?qū)б旱睦绽狗匠糖蠼夥Q為諧波的勢場域功能,并且最大值和最小值僅發(fā)生在邊界處,在生成的機器人路徑中,邊界處代表障礙物和目標,因此在此范圍中定義勢場域,除了目標處其他位置不會發(fā)生局部極值點的問題,這為路徑的生成消除了死鎖現(xiàn)象。這意味著空間機器人有三個自由度的鏈接,每個鏈路的長度和每個旋轉(zhuǎn)關節(jié)角度,分別由 (i = 1,2,3)表示。2. 機器人模型空間機器人的模型如圖1所示:機器人被安裝在航天器和兩個旋轉(zhuǎn)接頭上,這兩個旋轉(zhuǎn)接頭可以實現(xiàn)末端執(zhí)行器的平面運動。給定的節(jié)點作為路徑的一部分將被定義為平滑樣條函數(shù)的一部分。勢場域分為很多小格,勢場域的每個節(jié)點的離散值將被唯一確定。為了解決上述問題,科研人員提出了一些方法,例如拉普拉斯算法的使用。根據(jù)這種實時操作的簡單性和適應性,我們得知該方法是有效的。這種空間配置和人工勢場的方法通常應用于普通機器人的運行規(guī)劃當中,使機器人的機械臂能夠回避障礙物和朝目標移動。這些機器人將以自主的形式取代航天員進行艙外活動。關鍵字:空間機器人、路徑規(guī)劃、避碰、勢函數(shù)、樣條內(nèi)插 1 介紹未來的空間發(fā)展中,空間機器人及其自主性能將成為航天科技的關鍵特征。通過利用平滑路徑的方法,我們已經(jīng)在路徑生成方面做了一定的改進。尤其是從始至終要考慮到避免與目標本身的碰撞,一旦地點、形狀和目標的控制點得到確認,這些點將在配置空間中表示出來。附件7: 本科畢業(yè)論文外文文獻及譯文文獻、資料題目:Space Robot Path Planning forCollision Avoidance 文獻、資料來源:Proceedings of the International MultiConference of Engineers and Computer Scientists 2009 Vol II IMECS 2009文獻、資料發(fā)表(出版)日期:2009 院 (部): 信息與電氣工程學院專 業(yè):班 級:姓 名: 學 號: 指導教師: 翻譯日期: 2013年3月山東建筑大學畢業(yè)論文外文文獻及譯文外文文獻:Space Robot Path Planningfor Collision AvoidanceYuya Yanoshita and Shinichi TsudaAbstract — This paper deals with a path planning of space robot which includes a collision avoidance algorithm. For the future space robot operation, autonomous and selfcontained path planning is mandatory to capture a target without the aid of ground station. Especially the collision avoidance with target itself must be always considered. Once the location, shape and grasp point of the target are identified, those will be expressed in the configuration space. And in this paper a potential method.Laplace potential function is applied to obtain the path in the configuration space in order to avoid socalled deadlock phenomenon. Improvement on the generation of the path has been observed by applying path smoothing method, which utilizes the spline function interpolation. This reduces the putational load and generates the smooth path of the space robot. The validity of this approach is shown by a few numerical simulations.Key Words —Space Robot, Path Planning, Collision Avoidance, Potential Function, Spline InterpolationI. INTRODUCTIONIn the future space development, the space robot and its autonomy will be key features of the space technology. The space robot will play roles to construct space structures and perform inspections and