北京邮电大学学报

2019, v.42(05) 107-112

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基于能量约束的火星车路径规划研究
Path Planning Based on Energy Constraints of Mars Rover

刘涛;唐玲;袁宝峰;魏世民;

摘要(Abstract):

针对火星车在火星行驶过程中存在的能量消耗过多等问题,提出了一种基于能量约束的路径规划算法.首先,考虑火星车克服重力做功以及驱动机构内部损耗等因素,推导出火星车的运动能量消耗函数,并求解其最小值,构建能量带权图;然后通过迪杰斯特拉算法,计算得到火星车能量带权图的能量消耗最小路径,并使用五次多项式插值拟合的方法实现火星车的行驶轨迹规划;最后,采用Adams软件建立火星典型地形和火星车动力学模型,采用Matlab/Simulink软件搭建火星车控制器模型,对火星车在典型地形中的行驶过程进行动力学与控制联合仿真实验,验证了所提路径规划算法的效果.结果表明,相对于传统的避障路径规划算法,所提算法使火星车能量消耗减少了15%以上,可有效提高火星车的能量利用效率.

关键词(KeyWords): 火星车;运动学;能量消耗;路径规划

Abstract:

Keywords:

基金项目(Foundation): 北京市自然科学基金项目(L172031)

作者(Author): 刘涛;唐玲;袁宝峰;魏世民;

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