嫦娥三号“玉兔号”巡视器行为规划方法.pdfVIP

2017 2017年2月 北京航空航天大学学报 February Journalof ofAeronauticsandAstronautics V01．43No．2 第43卷第2期 BeijingUniversity http：∥bhxb．buaa．edu．onjbuaa@buaa．edu．on DOI：10．13700／j．bh．1001—5965．2016．0572 嫦娥三号“玉兔号巡视器行为规划方法 高薇1’2，蔡敦波3一，周建平1’4，高宇辉2，殷明浩5 (1．北京航空航天大学宇航学院，北京100083；2．北京航天飞行控制中心，北京100094； 3．武汉工程大学智能机器人湖北省重点实验室，武汉430205； 4．中国载人航天办公室，北京100720；5．东北师范大学计算机科学与信息技术学院，长春130017) 摘 要：为支持“玉兔号”巡视器完成对月面较大空间范围的科学探测，对动态任务 进行快速规划，提出了一种基于人工智能领域智能规划技术的自动化任务规划方法。提出了 行为持续时间和行为效果动态确定的时态规划模型(TPDD＆D5)，设计了描述TP”＆D8问题的规 mark知识分析规划问题结构，从而设计了合理反映动作前提评估顺序的启发函数。在嫦娥三 号任务中，本文方法支撑“玉兔号”巡视器圆满完成了预期的科学探测任务。 关 键 词：月面巡视器；行为规划；自动规划；任务建模；启发式有哪些信誉好的足球投注网站 中图分类号：TPl81 文献标识码：A 文章编号：1001．5965(2017)02—0277．08 嫦娥三号任务主要实现中国探月计划第二阶 同位置的立体相机对，利用双目视觉测量原理恢 段“落”月的目标。中国首次成功在月球上实施 复月面三维信息来实现∞o，而科学探测目标或探 巡视器软着陆¨一。“玉兔号”巡视器配备全景相 测任务的选择又是建立在月面环境信息的基础 机、红外成像光谱仪、测月雷达、粒子激发x射线 上。因此，月面巡视器的移动速度、机械臂移动速 谱仪等科学载荷拉。，在脱离着陆器后沿月面路线 度等信息将具有不确定性，使得控制任务含有不 前进实施科学探测任务。每项探测任务均在地面 确定性。③任务规划的短时效性。为了最大程度 远程遥操作的控制方式下完成¨一。“玉兔号”的 完成科学探测目标，地面控制系统将不断更新月 控制任务与以往的轨道航天器控制任务”刮主要 面环境信息。由于月面环境的不确定性，正在执 存在3点不同，对地面控制系统的设计提出了挑 行的任务规划可能在较短一段时间内失去可行 战：①“玉兔号”的工作计划具有动态性。其着陆 性，需要进行重规划。重规划的结果需要验证和 位置、工作环境等都无法事先得知，月面工作计划 复核，耗费时间，进而影响在一定时间内能完成的 因而不能采用提前手工生成的方法，而必须在月 科学探测任务数量。因此，具有较高自动化程度 面巡视器到达月面后根据环境和探测目标实时、 的任务规划方法的研究对月面巡视勘察任务效益 不间断地制定任务。②“玉兔号”的任务规划具 的提高具有重要意义。 有不确定性。月面环境是一个未知的复杂非结构 针对“玉兔号”控制任务的特点，笔者提出了 环境，而月面环境感知主要是通过安装在车体不 结合自动规划(automatedplanning)技术‘7o的自动 收稿日期：2016-07-05；录用日期：2016-08．10；网络出版时间：2016-09-0510：01 网络出版地址：WWW．cnki．net／kcms／detail／11．2625．V1001．001．html