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基于分层结构的空间机械臂多约束任务规划
  • ISSN号:0577-6686
  • 期刊名称:《机械工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:TP242[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
  • 作者机构:北京邮电大学自动化学院,北京100876
  • 相关基金:国家重点基础研究发展计划(973计划,2013CB733000)和国家自然科学基金(61403038)资助项目.
中文摘要:

针对空间机械臂在轨环境复杂、约束繁多、任务多样的特点,提出了一种基于分层结构的多约束任务规划方法。将任务规划过程划分为任务剖面分析与任务中间点规划两个层次分别进行。根据空间机械臂的工作特点,提出一种采用状态矩阵结合状态掩码的工作环境表征方式。在此基础上,定义了三种空间机械臂原任务及其算子。基于分层任务网络(Hierarchical task network,HTN)进行任务剖面分析,将复杂任务拆解为原任务序列。系统梳理空间机械臂规划参数集,针对因各类约束条件导致无法直接执行的原任务,在考虑资源优化的同时利用改进的A*算法对原任务进一步划分为多段简单路径,并给出代价最小的任务中间点序列。以物体转移任务为例通过仿真试验验证了基于分层结构的空间机械臂任务规划方法的可行性与有效性。

英文摘要:

A hierarchical task planning method with multi-constraint is presented for space manipulator. The process of task planning is separated into two hierarchies: mission profile analysis and task node planning. A representation method for working environment using state matrix and state mask is proposed, according to the space manipulator's characteristic. Then, three kinds of original tasks and operators are defined based on those matrixes. A sequence of original tasks can be derived by applying hierarchical task network to a complex task. A sequence of task node of the original task which cannot be executed directly because of some constraints can be calculated by an improved A* algorithm, and optimization problem is introduced into the calculation. The feasibility and effectiveness of the proposed task planning method are verified by simulation.

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期刊信息
  • 《机械工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国机械工程学会
  • 主编:宋天虎
  • 地址:北京百万庄大街22号
  • 邮编:100037
  • 邮箱:bianbo@cjmenet.com
  • 电话:010-88379907
  • 国际标准刊号:ISSN:0577-6686
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2187/TH
  • 邮发代号:2-362
  • 获奖情况:
  • 中国期刊奖,“中国期刊方阵”双高期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:58603