國之重器出版工程 空間機器人操控模擬訓練設計

劉傳凱，博士，北京航天飛行控制中心高級工程師、空間遙操作創新團隊負責人，江西理工大學□□碩導。
從事空間機器人及其遙操作技術研究，主要包括視覺感知、任務與操作規劃、參數辨識、孿生仿真和預測控制等。
參與載人航天與深空探測領域的多次重大航天任務，負責遙操作系統的研發工作。
出版專著□部、發表學術論文40餘篇，申報國家發明專利17項、授權8項，獲省部級科技進步二等獎□項，獲“探月工程嫦娥四號突出貢獻者”稱號1次，享受優秀專業技術人才三類崗位津貼1次

第1章空間機器人及其遙操作概述001
1．1空間機器人的特點002
1．2空間機器人的分類003
1．2．1在軌服務機器人003
1．2．2星表探測機器人009
1．3空間機器人的遙操作014
1．3．1在軌服務機器人的遙操作014
1．3．2星表探測機器人的遙操作022
參考文獻030

第2章空間機器人操控模擬訓練體系設計035
2．1概述036
2．2空間探測過程模擬039
2．2．1空間環境模擬039
2．2．2空間機器人模擬046
2．3空間機器人操控訓練子系統設計050
2．3．1空間目標感知與分析功能設計051
2．3．2空間機器人規劃與驗證功能設計053
2．3．3三維可視化與交互控制功能設計054
2．4空間機器人操控訓練評估子系統設計056
2．4．1訓練內容與評估方法設計056
2．4．2訓練人員管理設計058
參考文獻060

第3章在軌服務機器人操控模擬訓練設計063
3．1概述064
3．1．1在軌服務機器人的特點和操控模式064
3．1． 2在軌服務機器人操控模擬訓練體系設計066
3．2在軌服務機器人操作過程模擬068
3．2．1在軌服務機器人在軌操作典型過程概述069
3．2．2空間抵近過程的成像模擬070
3．2．3空間抵近與繞飛過程模擬075
3．2．4在軌服務機器人運動過程模擬080
3．2．5在軌服務機器人半實物模擬085
3．3在軌服務機器人地面操控訓練系統設計與實現086
3．3．1在軌服務機器人地面遙操作系統架構設計086
3．3．2在軌服務機器人地面操控訓練要求089
3．3．3在軌服務機器人地面操控訓練的實現093
3．4在軌服務機器人地面操控訓練評估與管理103
3．4．1機械臂規劃與控制訓練評估105
3．4．2空間動態目標捕獲訓練評估105
3．4．3目標接管規劃與控制訓練評估106
3．4．4訓練人員及信息管理107
參考文獻108

第4章星表巡視探測機器人操控模擬訓練設計111
4．1概述112
4．1．1星表巡視探測任務特點113
4．1．2星表巡視探測操控模擬訓練體系設計114
4 ．2星球車巡視探測過程模擬116
4．2．1星表巡視探測典型過程概述116
4．2．2星表空間環境模擬117
4．2．3星球車的數字仿真模擬126
4．2．4星表巡視探測的半實物模擬131
4．3星球車巡視探測地面操控訓練系統設計與實現133
4．3．1星球車巡視探測地面操控訓練系統架構設計133
4．3．2星球車巡視探測地面操控訓練要求135
4．3．3星球車巡視探測地面操控訓練的實現140
4．4星球車巡視探測地面操控訓練評估167
4．4．1星表地形建立客觀指標設計167
4 ．4．2星球車視覺定位客觀指標設計168
4．4．3星球車移動路徑規劃客觀指標設計169
4．4．4星球車手控駕駛客觀指標設計169
參考文獻170

第5章星表採樣機器人操控模擬訓練設計173
5．1概述174
5．2星表採樣過程模擬175
5．2．1星表採樣過程概述176
5．2．2星表空間環境模擬177
5．2．3採樣機器人數字模擬180
5． 2．4採樣機器人半實物模擬186
5．3採樣機器人地面操控訓練系統設計與實現188
5．3．1採樣機器人地面操控訓練系統架構設計189
5．3．2採樣機器人地面操控訓練要求190
5． 3．3採樣機器人地面操控訓練的設計與實現193
5．4採樣機器人地面操控訓練評估214
5．4．1採樣區分析評估方法設計214
5．4．2機械臂規劃與控制評估方法設計215
5．4．3機械臂採樣過程精調控制評估方法設計216
參考文獻216
後記219