居鹤华，冷　舒

(北京工业大学深空机器人研究中心，100022北京)



利用虚拟传感器的巡视器机械臂碰撞检测算法

居鹤华，冷舒

(北京工业大学深空机器人研究中心，100022北京)

摘要:为提高传统AABB树碰撞检测的精度和效率，提出一种基于虚拟传感器的月面巡视器机械臂碰撞检测算法．建立月面巡视器机械臂的逆运动学解算模型;对地面环境点云数据进行Delaunay三角化，采用多叉树代替二叉树作为AABB树储存环境点云三角面集;利用虚拟传感器简化巡视器机械臂结构模型，通过虚拟传感器遍历AABB树中的环境点云三角面集进行碰撞检测，避免机械臂与环境发生干涉．月面巡视器就位探测任务内场实验表明:基于虚拟传感器的月面巡视器碰撞检测算法使碰撞检测精度在1 mm内，碰撞检测时间降低至10 s内．基于虚拟传感器的碰撞检测算法具有高效性和可行性．

关键词:月面巡视器;机械臂; Delaunay三角化;虚拟传感器; AABB树;碰撞检测

嫦娥三号月面巡视器是一个六轮摇臂式月面巡视器［1］，其前端携带机械臂的末端装载X射线谱仪接近月面探测目标．月面巡视器就位探测任务书中要求执行探测任务时，X射线谱仪与探测面的距离＜30 mm，且就位探测规划任务在1 min之内完成．在该任务中满足巡视器与环境不存在干涉是一个重要的约束条件，准确、高效地进行碰撞检测是其中的难点．

目前，国内外对碰撞检测都进行了大量研究．Wong等［2］提出通过连续自我碰撞检测的方法进行避障……