一种基于智能移动机器人的多微纳探测器组网联合演示验证系统

摘要

一种基于智能移动机器人的多微纳探测器组网联合演示验证系统，包括地面协同控制工作站、协同控制模型库、星上无线通信设备模拟器、智能移动机器人、GPS接收机和视觉导航设备、显示终端；地面协同控制工作站控制整个系统的协同工作、队形变换和保持；协同控制模型库为地面协同控制工作站提供控制算法和控制模型；星上无线通信设备模拟器为星间与工作站之间提供通信链路；智能移动机器人作为GPS接收机和星上无线通信设备模拟器的载体，由控制工作站控制其移动，模拟星间的相对位置变化；GPS接收机和视觉导航设备实现星间的相对导航；显示终端实时显示组网联合验证结果；本发明能够有效降低多微纳探测器组网探测系统的试验成本，缩短研发周期，具有重要的工程应用价值。

主权项

一种基于智能移动机器人的多微纳探测器组网联合演示验证系统，其特征在于包括：显示终端(1)、协同控制模型库(2)、地面协同控制工作站(3)、星上无线通信设备模拟器(4)、智能移动机器人(5)、GPS接收机(6)和视觉导航设备(7)；星上无线通信设备模拟器(4)、智能移动机器人(5)、GPS接收机(6)和视觉导航设备(7)各为n个，星上无线通信设备模拟器(4)、GPS接收机(6)和视觉导航设备(7)分别装载在智能移动机器人(5)上，其中：协同控制模型库(2)装有构建智能机器人位置信息和轨控信息的控制算法和控制模型，包括实现智能机器人队形保持、变换和重构功能的复合分层抗干扰控制算法，多目标优化算法，复合分层抗干扰控制模型，多目标优化模型；协同控制模型库(2)根据地面协同控制工作站(3)的决策结果和控制策略提供相应的控制算法和控制模型；地面协同控制工作站(3)控制整个系统的协同工作、智能机器人队形变换和保持；地面协同控制工作站(3)根据当前环境信息对整个编队任务过程进行设计决策，根据决策结果采取相应的控制策略和协同控制模型库(2)中相应的控制算法；另外，智能移动机器人(5)将各自状态信息回传给地面协同控制工作站(3)，使地面协同控制工作站(3)根据当前环境的动态变化以及智能移动机器人(5)的状态信息对任务进行重新设计和规划，对各个智能移动机器人进行重新调度，控制整个系统的通信，并根据协同任务需要，控制智能移动机器人保持和改变队形；星上无线通信设备模拟器(4)通过设备模拟太空中卫星间信息传递过程，基于n个智能移动机器人(5)验证星间数据发送和接收能力，为智能移动机器人(5)与地面协同控制工作站(3)之间提供通信链路；智能移动机器人(5)作为GPS接收机(6)和星上无线通信设备模拟器(4)的载体，通过星上无线通信设备模拟器(4)接收地面协同控制工作站(3)发出的控制指令来控制自身移动，以及智能移动机器人(5)间的绝对位置和相对位置变化；GPS接收机(6)用来实时测量智能移动机器人(5)的位置信息以及两个不同智能移动机器人(5)之间的相对位置信息，测量结果经星上无线通信设备模拟器(4)返回给地面协同控制工作站(3)；视觉导航设备(7)通过对地面和相邻智能移动机器人(5)的实时图像采集和处理来辅助GPS接收机(6)实时测量智能移动机器人(5)的位置信息和两个智能移动机器 人(5)之间的相对位置信息；显示终端(1)为三维视景演示系统，通过RS232串口与地面协同控制工作站(3)连接，实时显示协同工作、组网队形变换和保持的结果信息。