题目：月面巡视探测器路径规划研究

本文以国防科工委正在开展的月球探测二、三期工程论证工作为背景，对月面巡视探测器路径规划算法性能及评估、越障运动模型和跨越代价以及路径成本评估开展了研究。路径规划是月面巡视探测器GNC（Guide, Navigation and Control）系统的重要组成部分，直接关系到探测器的工作效率和安全性，也是其自主性的重要标志。首先针对月面巡视探测器嵌入式控制系统对路径规划算法的性能要求，基于路径规划算法的正特性与负特性，提出一种对其性能进行量化评估的方法。通过对巡视探测器常用的两种全局路径规划算法和两种局部路径规划算法进行评估，验证所提评估函数的有效性，从而为判定哪种路径规划算法更适合于月面巡视探测器自主导航提供决策依据。其次对月面巡视探测器越障过程进行了运动分析，包括越障过程中各轮受力、速度、加速度及电机输出功率等。综合考虑多种影响因素，分析在某一地形情况下月面巡视探测器的跨越代价，为路径成本评估提供理论支撑。通过理论分析和实验对月面巡视探测器基于越障的路径成本评估进行研究，综合考虑安全性、能量损耗和时间损耗等因素提出评估方案，从多条路径中选出最优路径。最后在理论研究的基础上，以地面移动机器人UP-Voyager为平台进行路径规划算法的验证，完成路径规划算法在平台上的集成。通过平台实验，验证路径规划算法的可行性，探索路径规划在月面巡视探测器原理样机上的工程应用问题。