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月球车所处的月面环境复杂。首先地形无法用障碍与非障碍的二值模型描述,需要提取多种地形因子综合分析地形特征。同时太阳光照以及对地通信条件随着日-地-月相互位置变化而变化,需要结合星历模型对月面环境进行综合建模。月球车在月面行驶的过程中,需要完成一系列的行为事件,包括移动、感知、探测、数传、充电等。这些行为事件受地形、时间、能源的影响和约束,且与月球车的行驶路径密不可分。因此,在进行路径规划时,需要综合考虑地形、时间、能源这些影响因素,规划出满足行为事件要求的路径。初始规划出的路径会存在一些不必要的转弯,使路径不够平滑,这样会增加月球车路径跟踪控制的难度,因此有必要对路径进行后续的平滑处理。本文旨在研究月球车在月面复杂环境下基于任务的路径规划以及对规划出的路径进行平滑处理。首先,结合月球表面石块和撞击坑的统计分布规律,模拟生成了月面数字高程图,将高程图栅格化后,提取每个栅格区域的地形特征:坡度、粗糙度。采用窗口滚动分析的思想,提取分析窗口内各栅格之间的地形特征:栅格平面夹角和高度差。建立月面地形综合平滑度函数,仿真得到两种数字高程图的平滑度分布图。然后,分析了基于任务的路径规划问题中,地形、太阳光照、对地通信因素的相互影响关系,并列举了月球车的一些基本行为事件,描述了整个任务流程。针对这些行为事件受月面光照和对地通信的动态环境约束,借助STK的星历模型,建立该动态模型,仿真得到光照强度分布与通信阴影分布。针对逆向A*启发式算法,建立时间最优和能源最优的代价函数。仿真给出了两种代价函数下的规划路径,并列出了路径上的行为事件序列。最后,针对一般算法中基于栅格地图规划的路径只能沿着栅格周围的8个方向行进的约束,引入Field D*算法中对路径代价进行插值的思想,规划出平滑度较高的路径。考虑到新的路径中仍然存在一些突兀的转折点,且局部路径中存在抖动,结合月球车的运动约束,通过提取路径中的关键点,对路径进行后续的平滑处理。