基于力反馈手柄的移动载人月球车操作控制系统

来源：南京信息工程大学学报·自然科学版杂志2021年第3期北京时间：

作者：彭维锋，周烨康，谭丽芬，唐子涵，李会军，徐宝国

单位：彭维锋,东南大学 仪器科学与工程学院, 南京, 210096,周烨康,东南大学 仪器科学与工程学院, 南京, 210096,谭丽芬,中国航天员科研训练中心人因工程重点实验室, 北京, 100094,唐子涵,东南大学 仪器科学与工程学院, 南京, 210096,李会军,东南大学 仪器科学与工程学院, 南京, 210096,徐宝国,东南大学 仪器科学与工程学院, 南京, 210096

摘要：移动载人月球车相关技术的研究是我国未来载人登月探测的重要任务.根据载人月球车的需求，本文从航天员操作舒适度和操作工作空间出发，设计了一种面向载人月球车操作的力反馈手柄，在具体的场景设计下可以带给航天员力触觉感受，辅助航天员进行安全、有效的驾驶行为.基于力反馈手柄的移动载人月球车操作控制系统包含力反馈手柄、硬件系统、软件系统.力反馈手柄主要由二自由度旋转机构、手杆、带光编码器的直流电机组成；硬件系统为STM32单片机及相关接口电路，STM32作为下位机接收来自上位机的指令信号和力反馈信息，并且向上位机反馈手柄位置信息；为完成移动载人月球车操作控制系统的仿真测试，软件系统是基于unity3D所开发的月球车驾驶场景，搭载使用虚拟传感器，做出驾驶行为决策解算出相应的力反馈信息.实验结果表明，力反馈手柄能较好地辅助航天员操纵载人月球车，有效提升了载人月球车的驾驶效率和安全性.

关键词：力反馈;手柄;载人登月;载人月球车;unity3D

基金资助：人因工程重点实验室开放基金(6142222200314)