[发明专利]一种适用于月背环境下巡视器自主分离控制方法

说明书

一种适用于月背环境下巡视器自主分离控制方法，首先设置巡视器分离期望目标点队列及遮挡区位置范围，启动巡视器自主分离，然后控制巡视器向期望目标点队列顺次运动，并判读当前运动点是否满足到位信标和测控信标的判读条件，当结束分离工况后，利用测控信标自主分析当前巡视器测控信道状态，并在测控信道失锁的条件下通过巡视器移动自主搜索测控信道。与现有技术相比，本发明解决了巡视器分离过程中复杂地形影响、测控遮挡和光照遮挡问题，具有很好的使用价值。

技术领域

本发明属于深空探测器自主管理及控制领域。

背景技术

随着国内外深空探测领域的探测范围的不断扩展，探测器从近地空间探测向深空探测扩展的速度越来越快。同时，深空探测器着陆于探测天体表面后，地形条件复杂且具有不确定性，地面测控系统对探测器的测控支持条件无法满足探测器实时探测的需求。恶劣的地形条件，长时延的测控信道和不确定的光照能源限制对探测器的生存状态提出严峻考验。在巡视探测过程中，巡视器驶离着陆器的技术方法决定了后续巡视器有效探测的实施。

嫦娥三号巡视器分离过程采用了地面指令分离的策略，在测控信道有保障的情况下，在月球正面地形比较平坦的条件下，该策略是安全可靠的。嫦娥四号着陆区为月球背面艾特肯盆地，地形条件恶劣，多环形山和陨石坑。同时，通过中继星与地面测控站进行通讯测控信道通讯速率严重受限，导致当前遥测信息与事件发生时刻存在超过100s的测控时延。通过地面指令保证巡视器可靠分离的条件无法保证。

相对于我国着巡组合体处于特定的月球背面的工作状态，以及通过中继星进行测控通讯的约束，现阶段国际探测车分离条件与我国开展的月球背面着巡组合体的分离状态不同，所以有必要开展具有自主分离功能的月背分离策略研究，解决月背探测自主分离的关键技术难题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供适用于月背环境下巡视器自主分离控制方法，解决月背环境下巡视器自主分离并抵达安全测控区域的问题。

本发明的技术解决方案是：一种适用于月背环境下巡视器自主分离控制方法，包括如下步骤：

(1)设置代表地面决策系统认可的最佳移动路线的巡视器分离期望目标点队列、遮挡区半径rover_r；其中，遮挡区半径rover_r为测控遮挡、着陆器阴影遮挡构造的以着陆点为圆心的圆形遮挡区的半径；所述的测控遮挡为中继星与巡视器的遮挡，着陆器阴影遮挡为影响巡视器视觉的着陆器在太阳下的阴影；

(2)将巡视器分离期望目标点队列中未出队的首位置信息作为当前目标位置，控制巡视器向当前目标位置自主规划避障移动；

(3)当巡视器运动到当前目标位置后，进行坡上摆轮和移动到位信标判断，若脱离遮挡区，则转入步骤(4)，若未脱离遮挡区，则转入步骤(2)；

(4)控制巡视器进行时间延迟后，记录测控信标计数，若信标计数大于设定次数，则转入步骤(5)，否则转入步骤(2)；

(5)控制巡视器再次进行时间延时，然后记录测控信标计数，若信标计数再次大于设定次数，自主分离控制结束，将由地面测控系统对巡视器进行控制，否则转入(6)；

(6)控制巡视器再次进行时间延时，并记录测控信标计数，若测控信标计数满足小于设定次数，则采用自主规划避障移动的方式按预先设定的策略控制巡视器运动，若测控信标计数满足不小于设定次数，则判断是否到达设定运动的终点，如果已达设定运动的终点，则自主分离控制结束，将由地面测控系统对巡视器进行控制，如果未达设定运动的终点，则采用自主规划避障移动的方式按预先设定的策略控制巡视器运动；

(7)控制巡视器再次进行时间延时，记录并判读测控信标计数，当信标计数大于设定次数时，自主分离控制结束。

所述的巡视器、着陆器分离前，巡视器前轮通过两器组合体驶离机构固定在着陆器上。