载人月球探测混合现实遥操作控制总体方案研究
2021-12-31王鹏基孙赫婕
载人航天 2021年6期
关键词:移动机器人
王鹏基, 邢 琰, 孙赫婕, 王 硕
(1.北京控制工程研究所, 北京 100094; 2.空间智能控制国家级重点实验室, 北京 100094)
1 引言
遥操作巡视探测是月球探测的重要方式,具有代表性的是苏联的Luna 系列[1]。 由于地月之间距离传输时延和传输带宽的限制[2],在轨数据难以实时传输到地面上,地面操控人员无法直接根据图像数据实时操控月面移动机器人。 而月面地形环境复杂未知,且存在较大的不确定性,给月面移动机器人的遥操作任务带来较大的挑战。
苏联共开展了2 次月面无人巡视探测任务,于1970 年发射的Luna17 首次使用月球车(Lunokhod1)在月面巡视探测,1973 年发射的Luna21中的月球车2 号工作了约4 个月,行走里程达37 km[3]。 中国的玉兔1 号于2013 年底抵达月球正面虹湾地区,玉兔2 号于2019 年1 月3 日开始在月球背面南极-艾特肯盆地的冯·卡门撞击坑开展巡视探测,已经成为在月面工作时间最长的月球车。
苏联的月球车系列主要采用移动—等待的遥操作控制策略[4],确保地面获取了完整的在轨图像信息,遥操作指令经地面充分验证后才上传到天上执行,从而确保月面探测的安全性。 与苏联的Luna 系列月球车类似,中国的玉兔号月球车也主要采用移动—等待的地月遥操作探测方式,所不同的是,玉兔号还具备局部的自主避障探测能力。 但这种走走停停的探测方式导致探测效率较低,对于未来载人月球探测大范围未知月面空间来说显然是不够的。 若能在地面上将地月时延间隔内移动机器人的未……
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