空間機器人遙操作系統設計檢視原始碼討論檢視歷史

《空間機器人遙操作系統設計》，張珩 等 著，出版社： 科學出版社。

科學出版社是中國最大的綜合性科技出版機構，由前中國科學院編譯局與1930年代創建的有較大影響的龍門聯合書局合併而來。科學出版社比鄰皇城根遺址公園，是一個歷史悠久、力量雄厚，以出版學術書刊為主的開放式出版社。

內容簡介

空間遙操作是在軌服務領域的關鍵技術之一，也是各空間大國長期關注和研究的熱點問題。《空間機器人遙操作系統設計》針對空間機器人基座本體、執行器(機械臂)以及被抓取物等多體的不確定性與不確定耦合問題，將目標在軌辨識與多體融合的在線修正相結合，提出面向空間機器人及其與操作目標組合體的運動狀態高精度預報方法，充分抑制不確定大時延環境下的誤差累積和預報發散；針對空間機器人不確定操作問題，提出多層級可靠遙操作的體系框架及其系統策略，提出多機多員共享遙操作及其效能評估技術，極大提升不確定大時延環境下的遙操作可靠性；提出集時延消減、模型修正、響應預報和有效操作等多策略與多迴路相耦合的「三段四迴路」遙操作系統模型，為建立面向空間應用的遙操作系統提供了總體設計依據、實現方法和評估準則。

目錄

前言

第1章 緒論 1

1.1 空間機器人 1

1.2 遙操作的應用領域 2

1.3 空間機器人遙操作應用 3

1.3.1 美國空間機器人遙操作應用 4

1.3.2 歐洲空間機器人遙操作應用 9

1.3.3 加拿大空間機器人遙操作應用 14

1.3.4 日本空間機器人遙操作應用 16

1.3.5 我國空間機器人遙操作應用 19

1.4 本書內容介紹 22

第2章 空間機器人動力學建模技術 23

2.1 自由漂浮空間機器人運動學模型 23

2.1.1 模型假設 23

2.1.2 坐標系與符號定義 24

2.1.3 運動學建模 26

2.2 受控機械臂關節建模 31

2.3 小結 34

第3章 空間目標運動狀態預報技術 35

3.1 空間機器人響應修正方法 35

3.1.1 空間機器人響應修正問題 35

3.1.2 受控機械臂關節響應修正方法 41

3.1.3 主星響應修正方法 48

3.2 空間機器人在軌狀態預報 62

3.2.1 空間機器人系統融合修正預報策略 62

3.2.2 空載時的空間機器人在軌狀態預報 67

3.2.3 抓取有誤差先驗知識的目標物體時的狀態預報 72

3.2.4 抓取無先驗知識非合作目標物體時的狀態預報 75

3.3 小結 79

第4章 不確定大時延環境下的可靠遙操作技術 80

4.1 數據層中的可靠遙操作方法 80

4.2 算法層中的可靠遙操作方法 83

4.3 操作層中的可靠遙操作方法 84

4.4 策略層中的可靠遙操作方法 85

4.5 系統層中的可靠遙操作方法 85

4.6 小結 86

第5章 多機多員共享遙操作技術 87

5.1 不確定大時延下多機多員共享遙操作及其研究現狀 87

5.2 不確定大時延下多機多員共享遙操作適用條件分析 91

5.3 單機共享遙操作方法 94

5.3.1 單機同地共享遙操作方法 95

5.3.2 單機異地共享遙操作方法 96

5.4 多機共享遙操作方法 100

5.4.1 多機同地共享遙操作方法 101

5.4.2 多機異地共享遙操作方法 104

5.4.3 多機複合共享遙操作方法 109

5.5 不確定大時延環境下共享遙操作實驗 110

5.6 小結 137

第6章 多機多員共享遙操作評估技術 138

6.1 多機多員共享遙操作系統能力需求 138

6.1.1 操作模式對遙操作任務的覆蓋能力 139

6.1.2 現場設備、遙操作任務和遙操作系統的安全保護能力 140

6.1.3 遙操作系統自主能力、智能性 140

6.1.4 遙操作系統實時處理能力 141

6.1.5 遙操作系統時延影響消減能力 141

6.1.6 操作過程備份、分析、復現和時間同步能力 141

6.1.7 遙操作系統交互與通信能力 142

6.1.8 遙操作系統人機功效、機電、電氣性能 142

6.1.9 共享操作的同步性 142

6.1.10 對共享操作端差異的容忍性 142

6.2 多機多員共享遙操作評估策略 143

6.2.1 操作模式對遙操作任務的覆蓋能力評估 143

6.2.2 遙操作系統安全保護能力評估 147

6.2.3 遙操作系統自主能力、智能性評估 154

6.2.4 遙操作系統實時處理能力評估 158

6.2.5 遙操作系統通信能力評估 161

6.2.6 遙操作系統人機功效、機電、電氣性能評估 163

6.2.7 遙操作系統時延影響消減能力評估 165

6.2.8 遙操作系統備份、分析、復現、時間同步能力評估 168

6.2.9 共享操作的同步性評估 170

6.2.10 共享操作的差異容忍性評估 172

6.3 多機多員共享遙操作評估方法 174

6.4 遙操作實驗推演評估系統設計實例 183

6.4.1 遙操作實驗推演評估系統設計 184

6.4.2 遙操作系統評估實例 187

6.5 小結 189

第7章 不確定大時延遙操作系統總體技術與案例 190

7.1 地面遙操作系統總體模型 190

7.2 地面遙操作系統總體設計 195

7.2.1 地面遙操作系統總體能力設計 195

7.2.2 地面遙操作系統總體架構設計 198

7.2.3 地面遙操作目標模擬器總體設計 225

7.3 地面遙操作系統實現案例 230

7.3.1 某空間機器人遙操作系統 230

7.3.2 大型空間機械臂遙操作系統 231

7.3.3 面向未來多機多員遙操作系統 235

7.4 小結 239

參考文獻 240