[发明专利]月球车轮速控制方法及使用该方法的月球车

权利要求书

1.一种月球车轮速控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，启动月球车，并驱动车轮；

步骤2，计算车轮的速度；

步骤3，根据计算的车轮在当前地形下不打滑的转速，再对车轮的轮速进行调整；

所述步骤2包括：

步骤2.1，建立固定坐标系O-xyz，月球车前进的方向为y方向，垂直地面向上为z方向；在月球车上，设与主摇臂直接形成旋转副的车轮为A轮，在A轮轮心建立坐标系A-xyz；设主摇臂和副摇臂形成旋转副的点为P点，在P点建立坐标系P-xyz；设与副摇臂形成旋转副的两个车轮中相对远离副摇臂的轮子为C轮，相对靠近副摇臂的轮子为B轮，在B轮、C轮的轮心分别建立坐标系B-xyz、C-xyz；

步骤2.2，在月球车上安装位置传感器，设车身的位置传感器所在的点为M；月球车单侧的车轮转速如下：

步骤2.2.1，在坐标系A-xyz里得到向量AM的具体数值，AM表示A轮轮心到车身位置传感器M点的向量；令坐标系A-xyz到坐标系O-xyz的旋转矩阵为^AT_O，其中η＝-α-θ，α为月球车在O-xyz的x方向的顺时针旋转角度；θ为主摇臂的旋转角度；

由表达式：

OA+^AT_O·AM＝OM

其中，OA表示固定坐标系原点O到A轮轮心的向量，OM表示固定坐标系原点O到车身位置传感器M点的向量；

整理得：OA＝OM-^AT_O·AM，A轮的转速V_A为：其中r为车轮的半径，为向量OA求导后的2-范数；

步骤2.2.2，在坐标系P-xyz里得到向量PM的具体数值，其中，PM表示主摇臂和副摇臂形成旋转副的P点到车身位置传感器M点的向量，令坐标系P-xyz到坐标系B-xyz的旋转矩阵为^PT_B，令坐标系B-xyz到坐标系O-xyz的旋转矩阵为^BT_O，其中α为月球车在O-xyz的x方向的顺时针旋转角度；θ为主摇臂的旋转角度；为副摇臂的旋转角度；

旋转矩阵^PT_B的形式如下：

其中

由表达式：

BP+^PT_B·PM＝BM

OB+^BT_O·BM＝OM

其中，OB表示固定坐标系原点O到B轮轮心的向量，BM表示B轮轮心到车身位置传感器M点的向量，OM表示固定坐标系原点O到车身位置传感器M点的向量，BP是指在坐标系B-xyz环境下，B点到P点的向量，CP是指在坐标系C-xyz环境下，C点到P点的向量；

整理得：OB＝OM-^BT_O·BM，B轮的转速为：为向量OB求导后的2-范数；

步骤2.3，令坐标系P-xyz到坐标系C-xyz的旋转矩阵为^PT_C，令坐标系C-xyz到坐标系O-xyz的旋转矩阵为^CT_O，其中α为月球车在O-xyz的x方向的顺时针旋转角度；θ为主摇臂的旋转角度；为副摇臂的旋转角度；

旋转矩阵^PT_C的形式如下：

其中

由表达式：

CP+^PT_C·PM＝CM

OC+^CT_O·CM＝OM

其中，OC表示固定坐标系原点O到C轮轮心的向量，CM表示C轮轮心到车身位置传感器M点的向量，OM表示固定坐标系原点O到车身位置传感器M点的向量；整理得：OC＝OM-^CT_O·CM，C轮的转速为：为向量OC求导后的2-范数。

2.一种月球车，其特征在于，所述月球车采用权利要求1所述的月球车轮速控制方法。