CN114659556B - 一种面向巡视器的可分离式星表材质识别方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种面向巡视器的可分离式星表材质识别方法和系统，包括：巡视器释放位于其内部的移动感知子系统；该移动感知子系统移动至该巡视器周围指定地点，采集识别该指定地点的星表材质数据；根据该星表材质数据，辅助巡视器进行安全的路径规划和避障。本发明借助可分离式移动子系统，巡视器停留在安全区域控制子系统的移动，完成待行驶路径或待探索区域的星表数据的收集和传输，巡视器根据子系统传回的数据进行材质识别。本发明将有效提高巡视器在星表探索过程中的生存能力，提高探索效率。
Description
技术领域
本发明涉及地外星表探测巡视器的环境感知领域，尤其涉及一种可分离式星表材质识别方法与系统。
背景技术
巡视器是地外星表探测的一种直接有效方式，特别是搭载了多种科学仪器的巡视器，由于能够在行星表面行驶，抵达感兴趣的科学目标，进行地质构造、内部结构、岩石与土壤的矿物与化学成分分析等各种科学探测任务，是帮助人类深入认识宇宙起源与演化的利器。
巡视器对星表材质的准确识别是保证巡视器安全工作的重要保障。由于对星表环境认知的不全面，美国勇气号火星巡视器车轮陷入沙坑，最终导致平台无法移动；美国机智号火星车也遇到车轮陷入沙坑无法移动的困境，经过六周的地面模拟分析找到了摆脱的方法；勇气号和机智号遇到的问题，暴露了对于星表材质缺少正确的感知和认知，将严重影响巡视器的安全和寿命。
对于星表材质的识别，目前的技术大体可分为基于轨道器的探测和基于巡视器的探测两种途径。轨道器通过搭载次表层探测雷达，可实现星表大范围材质的识别，通过拟合次表层物质的介电常数，判断包含的材质的属性，比如研究人员借助雷达数据确认了火星乌托邦低原存在水冰的说法。基于轨道器的探测方式分辨率较低，一般为数十米，该分辨率无法直接应用于巡视器的局部路径规划或者避障任务。基于巡视器的探测方法，有两种实现方式：被动探测式和主动探测式。1)被动传感器探测式，依靠装备的CCD相机和激光雷达获取图像和深度数据，以机器视觉算法进行材质的分类和判断，这种方式的局限性在于，星表环境未知，仅依靠颜色或者纹理信息无法反应星表的硬度、摩擦系数等物理属性。2)主动传感器探测式，在巡视器搭载次表层探测雷达，能够获得比轨道式更高的距离分辨率，比如中国玉兔二号月球车搭载的月球穿透雷达拥有1米的分辨率，目的是在行进过程中对表层结构进行分析，但并不关注车前方的材质属性，比如星表硬度和摩擦系数，且其分辨率和安装方式也无法支持巡视器的路径规划和避障任务。
发明内容
本发明的目的是解决现有巡视器无法准确判断待探索星表材质属性的问题，提出了一种可分离式星表材质识别方法与系统。
针对现有技术的不足，本发明提出一种面向巡视器的可分离式星表材质识别方法，其特征在于，包括：
步骤1、巡视器释放位于其内部的移动感知子系统；
步骤2、该移动感知子系统移动至该巡视器周围指定地点，采集识别该指定地点的星表材质数据。
所述的面向巡视器的可分离式星表材质识别方法，其特征在于，还包括：
步骤3、根据该星表材质数据，辅助巡视器进行安全的路径规划和避障。
所述的面向巡视器的可分离式星表材质识别方法，其特征在于，该星表材质数据包括该指定地点的星表硬度和星表摩擦系数；
该移动感知子系统携带回弹仪进行星表硬度测量，回弹仪驱动内置弹击锤弹击星表，所获得的瞬时反弹力产生回弹距离d，该移动感知子系统到达指定位置后，该移动感知子系统在预设范围内采集多次回弹距离，以测得该指定地点的星表硬度；
该移动感知子系统携带陀螺仪传感器进行星表摩擦系数测量，该巡视器发送平移指令，平移量为s，该移动感知子系统接收到指令后开始移动，同步地该巡视器通过携带的子系统定位模块解算子系统的移动距离为s'；该巡视器发送旋转指令，角度为θ，该移动感知子系统接收到指令后开始旋转，同步地该移动感知子系统将自身陀螺仪反馈的角度θ'，通过无线传输发送到该巡视器；巡视器根据平移量s、移动距离s'、角度θ和角度θ'计算得到该星表摩擦系数。
所述的面向巡视器的可分离式星表材质识别方法，其特征在于，该巡视器内设有：
路径规划模块，用于根据探索任务完成路径规划，生成轨迹序列；
路点生成模块，用于根据该轨迹序列采样路点数据，作为控制命令的参考；
控制命令生成模块，用于生成该移动感知子系统的控制命令；
子系统定位模块，用于实时求解该移动感知子系统的坐标，其输出结果用于判断子系统是否到达下一个路点、辅助识别材质属性；
材质识别模块，包含星表硬度系数识别和摩擦力系数识别两部分，该移动感知子系统通过携带的回弹仪多次采集星表回弹数据，巡视器根据接收到的回弹数据计算星表硬度系数；巡视器向该移动感知子系统发送平移和旋转的指令，该移动感知子系统发送由本体陀螺仪观测的旋转角度，同步地，巡视器通过子系统定位模块得到该移动感知子系统实际的平移量；巡视器结合观测平移旋转量和目标值间的差值计算星表摩擦系数；
子系统分离模块，用于启动巡视器内部的分离装置，该移动感知子系统自由拖拽绳索离开巡视器；
该移动感知子系统内部设有：
子系统移动模块，用于按照接收到的控制命令，实现移动感知子系统的移动；
子系统数据采集模块，用于采集回弹仪和陀螺仪传感器数据；
子系统回收模块，用于使该移动感知子系统依照原路径或者巡视器重新生成的路径返回，返回过程中位于巡视器内部的回收电机提供驱动力带动绳索防止缠绕，并为子系统的移动提供辅助动力。
本发明还提出了一种面向巡视器的可分离式星表材质识别系统，其特征在于，包括：
释放模块，用于释放位于巡视器内部的移动感知子系统；
识别模块，用于移动该移动感知子系统至该巡视器周围指定地点，采集识别该指定地点的星表材质数据。
所述的面向巡视器的可分离式星表材质识别系统，其特征在于，还包括：
路径规划模块，用于根据该星表材质数据，为该巡视器进行路径规划和避障。
所述的面向巡视器的可分离式星表材质识别系统，其特征在于，该星表材质数据包括该指定地点的星表硬度和星表摩擦系数；
该移动感知子系统携带回弹仪进行星表硬度测量，回弹仪驱动内置弹击锤弹击星表，所获得的瞬时反弹力产生回弹距离d，该移动感知子系统到达指定位置后，该移动感知子系统在预设范围内采集多次回弹距离，以测得该指定地点的星表硬度；
该移动感知子系统携带陀螺仪传感器进行星表摩擦系数测量，该巡视器发送平移指令，平移量为s，该移动感知子系统接收到指令后开始移动，同步地该巡视器通过携带的子系统定位模块解算子系统的移动距离为s'；该巡视器发送旋转指令，角度为θ，该移动感知子系统接收到指令后开始旋转，同步地该移动感知子系统将自身陀螺仪反馈的角度θ'，通过无线传输发送到该巡视器；巡视器根据平移量s、移动距离s'、角度θ和角度θ'计算得到该星表摩擦系数。
所述的面向巡视器的可分离式星表材质识别系统，其特征在于，该巡视器内设有：
路径规划模块，用于根据探索任务完成路径规划，生成轨迹序列；
路点生成模块，用于根据该轨迹序列采样路点数据，作为控制命令的参考；
控制命令生成模块，用于生成该移动感知子系统的控制命令；
子系统定位模块，用于实时求解该移动感知子系统的坐标，其输出结果用于判断子系统是否到达下一个路点、辅助识别材质属性；
材质识别模块，包含星表硬度系数识别和摩擦力系数识别两部分，该移动感知子系统通过携带的回弹仪多次采集星表回弹数据，巡视器根据接收到的回弹数据计算星表硬度系数；巡视器向该移动感知子系统发送平移和旋转的指令，该移动感知子系统发送由本体陀螺仪观测的旋转角度，同步地，巡视器通过子系统定位模块得到该移动感知子系统实际的平移量；巡视器结合观测平移旋转量和目标值间的差值计算星表摩擦系数；
子系统分离模块，用于启动巡视器内部的分离装置，该移动感知子系统自由拖拽绳索离开巡视器；
该移动感知子系统内部设有：
子系统移动模块，用于按照接收到的控制命令，实现移动感知子系统的移动；
子系统数据采集模块，用于采集回弹仪和陀螺仪传感器数据；
子系统回收模块，用于使该移动感知子系统依照原路径或者巡视器重新生成的路径返回，返回过程中位于巡视器内部的回收电机提供驱动力带动绳索防止缠绕，并为子系统的移动提供辅助动力。
本发明还提出了一种存储介质，用于存储执行如权利要求1到4所述任意一种面向巡视器的可分离式星表材质识别方法的程序。
本发明还提出了一种客户端，用于上述任意一种面向巡视器的可分离式星表材质识别系统。
由以上方案可知，本发明的优点在于：
星表材质具有未知、多变的特点，对于星表巡视器的安全探索提出了挑战。现有针对星表材质的探测方法存在分辨率低、无法准确识别的问题，使得巡视器仅能对行驶过的区域进行有效识别，这种方式限制了巡视器的安全高效运行。本发明提出了一种面向巡视器的可分离式星表材质识别方法与系统，借助可分离式移动子系统，巡视器停留在安全区域控制子系统的移动，完成待行驶路径或待探索区域的星表数据的收集和传输，巡视器根据子系统传回的数据进行材质识别。本发明将有效提高巡视器在星表探索过程中的生存能力，提高探索效率。
附图说明
图1为可分离星表材质识别总体构成示意图；
图2星表材质识别流程图；
图3星表材质硬度识别流程图；
图4星表材质摩擦系数识别流程图。
具体实施方式
发明人在进行巡视器环境感知研究时，发现缺少针对巡视器前方材质有效感知和认知方法的相关讨论，导致巡视器无法准确判断前方区域的、摩擦力系数等基本材质属性，大大增加了巡视器运行的风险系数。因此，本发明人提出一种可分离式星表材质识别方法，该方法借助可移动感知子系统，以下简称子系统，该子系统具备通信、探测、控制等单元。子系统待机状态时位于巡视器内部，巡视器根据需求释放子系统，子系统依据巡视器发送的控制命令执行移动、探测、数据传输等动作，对巡视器指定的路线或者区域进行探索，返回星表的硬度和摩擦系数。由此本发明可直接获得未知区域的星表材质属性，辅助巡视器进行路径规划和避障，保障巡视器的高效安全移动。
为让本发明的上述特征和效果能阐述的更明确易懂，下文特举实施例，并配合说明书附图作详细说明如下。
第一方面，本申请实例提供一种可分离式星表材质识别方法，具体包含：子系统分离与回收、星表材质属性识别。本申请依次对上述步骤进行如下详细说明。
1.子系统的分离与回收
如图1所示，子系统和巡视器通过绳索连接，绳索回收装置由电机驱动的转轮机构组成，位于巡视器内部。子系统执行分离动作时，电机处于释放状态，子系统可自由拖动绳索进行移动；子系统执行回收动作时，一种方式是接收巡视器重新规划路径返回，另一种是使用原路径；返回过程中电机提供驱动力带动绳索防止缠绕，并为子系统的移动提供辅助动力。
子系统分离的触发条件：巡视器完成待探索区域的路径规划和路点生成，通过无线通信模块发送分离指令，子系统接收到指令后，启动并驶离巡视器。
子系统回收的触发条件有两个：1)巡视器判断子系统已完成任务，巡视器通过子系统定位传感器判断巡视器已到达所有指定的路点，则通过无线通信模块发送返回指令。2)巡视器判断子系统无法正常移动，比如车轮陷入土壤或者悬空，巡视器判断流程如下：巡视器依次发送前进距离为sf和后退距离为sb的指令，经由巡视器携带的子系统定位传感器判断子系统移动的距离分别为s'f和s'b，如果且/>则认为巡视器无法正常移动，其中td∈[0,1]通过在地面场景下的多组模拟实验确定。
2.星表材质属性识别
对于星表材质属性，本发明主要关注硬度系数和摩擦力系数，星表材质的硬度过小导致巡视器陷入土壤，摩擦力系数过小导致巡视器出现打滑现象，对这两种属性的准确识别将有效降低巡视器移动过程中的风险系数。
星表硬度系数识别：子系统携带回弹仪进行硬度测量，回弹仪驱动内置弹击锤弹击星表，所获得的瞬时反弹力产生回弹距离d。子系统到达指定位置后，巡视器发送采集指令，子系统在小范围内采集N次回弹距离，并通过无线通信模块发送到巡视器，完成一次硬度系数的采集。巡视器依据以下公式计算得到硬度系数：
系数α将回弹距离转化为硬度系数，通过在地面场景下的多组模拟实验确定；表示对多次采集的回弹数据求均值。
星表摩擦系数识别：摩擦系数识别涉及子系统的陀螺仪传感器、巡视器的子系统定位传感器。总体流程包含两步，1)巡视器发送平移指令，平移量为s，子系统接收到指令后开始移动，同步地，巡视器通过携带的子系统定位模块解算子系统的移动距离为s'；2)巡视器发送旋转指令，角度为θ，子系统接收到指令后开始旋转，同步地，子系统将自身陀螺仪反馈的角度θ'，通过无线传输发送到巡视器；在完成以上两步后，巡视器通过以下公式计算摩擦系数：
系数β、γ通过在地面场景下的多组模拟实验确定。
第二方面，本申请实例提供一种可分离式星表材质识别系统，图2给出了实现该系统所需要的核心模块，巡视器和子系统通过无线通信收发数据。本申请依次对该系统的核心模块进行如下说明。
路径规划模块：巡视器根据探索任务完成路径规划，生成轨迹序列。
路点生成模块：巡视器根据轨迹序列采样路点数据，作为控制命令的参考。
控制命令生成模块：巡视器生成子系统的控制命令。
子系统定位模块：巡视器实时求解子系统的坐标，其输出结果用于判断子系统是否到达下一个路点、辅助识别材质属性等。
材质识别模块：包含星表硬度系数识别和摩擦力系数识别两部分。子系统通过携带的回弹仪多次采集星表回弹数据，巡视器根据接收到的回弹数据计算硬度系数。巡视器向子系统发送平移和旋转的指令，子系统发送由本体陀螺仪观测的旋转角度，同步地，巡视器通过子系统定位模块得到子系统实际的平移量；巡视器结合观测平移旋转量和目标值间的差值计算摩擦系数。
子系统分离模块：巡视器内部的分离装置启动，子系统可自由拖拽绳索离开巡视器。
子系统移动模块：子系统按照接收到的控制命令，实现星表移动。
子系统数据采集模块：子系统采集回弹仪和陀螺仪传感器数据。
子系统回收模块：子系统依照原路径返回，或者巡视器重新生成返回路径。回收过程中，位于巡视器内部的回收电机提供驱动力带动绳索防止缠绕，并为子系统的移动提供辅助动力。
本发明中可移动子系统需具备在星表移动的能力，包括但不限于轮式自主移动系统、履带式自主移动系统、多足式自主移动系统等，实施例中采用了履带式可移动子系统，如图1所示。分离/回收装置由电机和转轮机构组成，位于巡视器内部，电机带动转轮实现绳索的释放和回收。无线通信采用WIFI模块实现。子系统定位传感器包含CCD相机和三维激光雷达。
图2给出了一种实施例的流程，其步骤为：
首先路径规划模块根据探索任务，基于A星算法生成待行驶的路径，之后路点生成模块对路径采样生成路点，路点的作用是作为子系统控制命令生成过程中的预瞄点，同时也作为子系统完成探索任务的评价指标。控制命令生成模块根据路点数据生成子系统的控制命令，控制命令通过无线通信模块发送到子系统。子系统启动后经由以下流程完成星表材质识别。
S11：巡视器内部的分离装置启动，子系统自由拖拽绳索离开巡视器。
S12：子系统根据接收到的控制命令移动。
S13：子系统采集回弹仪和陀螺仪传感器数据，通过无线通信上传到巡视器。
S14：巡视器停留在安全区域，根据携带的CCD相机和三维激光雷达数据，采用目标跟踪的方式获取子系统在巡视器坐标系下的三维坐标信息，也可进一步计算出子系统移动距离和方向。
S15：材质识别包含硬度系数识别和摩擦力系数识别。硬度系数识别过程如图3所示。巡视器携带回弹仪进行硬度测量，回弹仪驱动内置弹击锤弹击星表，所获得的瞬时反弹力产生回弹距离d。子系统到达指定位置后，巡视器发送开始采集指令，子系统在小范围内采集N次回弹距离，并通过无线通信模块发送到巡视器，完成一次硬度系数的采集。巡视器依据以下公式计算得到硬度系数：
系数α将回弹距离转化为硬度系数，通过在地面场景下的多组模拟实验确定；表示对多次采集的回弹数据求均值。
摩擦系数识别过程如图4所示。摩擦系数识别涉及子系统的陀螺仪传感器、巡视器的子系统定位传感器。子系统到达目标点后，流程包含两步，1)巡视器发送平移指令数值为s，子系统接收到指令后开始移动，同步地，巡视器通过系统定位传感器解算子系统的移动距离为s'；2)巡视器发送旋转指令数值为θ，子系统接收到指令后开始旋转，同步地，子系统将自身携带的陀螺仪反馈的角度θ'，通过无线传输发送到巡视器；步骤1)和2)的执行顺序部分先后。在完成以上两步后，巡视器通过以下公式计算摩擦系数：
系数β、γ通过在地面场景下的多组模拟实验确定。
S16：巡视器判断子系统完成任务或者子系统无法正常移动时，均会触发子系统的回收。子系统执行回收动作时，一种方式是接收巡视器重新规划路径返回，另一种是使用原路径；返回过程中电机提供驱动力带动绳索防止缠绕，并为子系统的移动提供辅助动力。
巡视器判断子系统完成任务的方式为：巡视器通过子系统定位模块判断巡视器已到达所有指定的路点，则通过无线通信模块发送返回指令。
巡视器判断子系统无法正常移动的方式为：巡视器依次发送前进距离为sf和后退距离为sb的指令，经由巡视器的子系统定位模块判断子系统移动的距离分别为s'f和s'b，如果且/>则认为巡视器无法正常移动，其中td∈[0,1]通过在地面场景下的多组模拟实验确定。
以下为与上述方法实施例对应的系统实施例，本实施方式可与上述实施方式互相配合实施。上述实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在上述实施方式中。
本发明还提出了一种面向巡视器的可分离式星表材质识别系统，其特征在于，包括：
释放模块，用于释放位于巡视器内部的移动感知子系统；
识别模块，用于移动该移动感知子系统至该巡视器周围指定地点，采集识别该指定地点的星表材质数据。
所述的面向巡视器的可分离式星表材质识别系统，其特征在于，还包括：
路径规划模块，用于根据该星表材质数据，为该巡视器进行路径规划和避障。
所述的面向巡视器的可分离式星表材质识别系统，其特征在于，该星表材质数据包括该指定地点的星表硬度和星表摩擦系数；
该移动感知子系统携带回弹仪进行星表硬度测量，回弹仪驱动内置弹击锤弹击星表，所获得的瞬时反弹力产生回弹距离d，该移动感知子系统到达指定位置后，该移动感知子系统在预设范围内采集多次回弹距离，以测得该指定地点的星表硬度；
该移动感知子系统携带陀螺仪传感器进行星表摩擦系数测量，该巡视器发送平移指令，平移量为s，该移动感知子系统接收到指令后开始移动，同步地该巡视器通过携带的子系统定位模块解算子系统的移动距离为s'；该巡视器发送旋转指令，角度为θ，该移动感知子系统接收到指令后开始旋转，同步地该移动感知子系统将自身陀螺仪反馈的角度θ'，通过无线传输发送到该巡视器；巡视器根据平移量s、移动距离s'、角度θ和角度θ'计算得到该星表摩擦系数。
所述的面向巡视器的可分离式星表材质识别系统，其特征在于，该巡视器内设有：
路径规划模块，用于根据探索任务完成路径规划，生成轨迹序列；
路点生成模块，用于根据该轨迹序列采样路点数据，作为控制命令的参考；
控制命令生成模块，用于生成该移动感知子系统的控制命令；
子系统定位模块，用于实时求解该移动感知子系统的坐标，其输出结果用于判断子系统是否到达下一个路点、辅助识别材质属性；
材质识别模块，包含星表硬度系数识别和摩擦力系数识别两部分，该移动感知子系统通过携带的回弹仪多次采集星表回弹数据，巡视器根据接收到的回弹数据计算星表硬度系数；巡视器向该移动感知子系统发送平移和旋转的指令，该移动感知子系统发送由本体陀螺仪观测的旋转角度，同步地，巡视器通过子系统定位模块得到该移动感知子系统实际的平移量；巡视器结合观测平移旋转量和目标值间的差值计算星表摩擦系数；
子系统分离模块，用于启动巡视器内部的分离装置，该移动感知子系统自由拖拽绳索离开巡视器；
该移动感知子系统内部设有：
子系统移动模块，用于按照接收到的控制命令，实现移动感知子系统的移动；
子系统数据采集模块，用于采集回弹仪和陀螺仪传感器数据；
子系统回收模块，用于使该移动感知子系统依照原路径或者巡视器重新生成的路径返回，返回过程中位于巡视器内部的回收电机提供驱动力带动绳索防止缠绕，并为子系统的移动提供辅助动力。
本发明还提出了一种存储介质，用于存储执行如权利要求1到4所述任意一种面向巡视器的可分离式星表材质识别方法的程序。
本发明还提出了一种客户端，用于上述任意一种面向巡视器的可分离式星表材质识别系统。
Claims (8)
1.一种面向巡视器的可分离式星表材质识别方法，其特征在于，包括：
步骤1、巡视器释放位于其内部的移动感知子系统，该移动感知子系统自由拖拽绳索离开该巡视器；
步骤2、该移动感知子系统移动至该巡视器周围指定地点，采集识别该指定地点的星表材质数据后，该巡视器内部的回收电机提供驱动力带动绳索使该移动感知子系统返回该巡视器内部；该星表材质数据包括该指定地点的星表硬度和星表摩擦系数；
步骤3、根据该星表材质数据，辅助巡视器进行安全的路径规划和避障。
2.如权利要求1所述的面向巡视器的可分离式星表材质识别方法，其特征在于，该移动感知子系统携带回弹仪进行星表硬度测量，回弹仪驱动内置弹击锤弹击星表，所获得的瞬时反弹力产生回弹距离d，该移动感知子系统到达指定位置后，该移动感知子系统在预设范围内采集多次回弹距离，以测得该指定地点的星表硬度；
该移动感知子系统携带陀螺仪传感器进行星表摩擦系数测量，该巡视器发送平移指令，平移量为s，该移动感知子系统接收到指令后开始移动，同步地该巡视器通过携带的子系统定位模块解算子系统的移动距离为s'；该巡视器发送旋转指令，角度为θ，该移动感知子系统接收到指令后开始旋转，同步地该移动感知子系统将自身陀螺仪反馈的角度θ'，通过无线传输发送到该巡视器；巡视器根据平移量s、移动距离s'、角度θ和角度θ'计算得到该星表摩擦系数。
3.如权利要求1所述的面向巡视器的可分离式星表材质识别方法，其特征在于，该巡视器内设有：
路径规划模块，用于根据探索任务完成路径规划，生成轨迹序列；
路点生成模块，用于根据该轨迹序列采样路点数据，作为控制命令的参考；
控制命令生成模块，用于生成该移动感知子系统的控制命令；
子系统定位模块，用于实时求解该移动感知子系统的坐标，其输出结果用于判断子系统是否到达下一个路点、辅助识别材质属性；
材质识别模块，包含星表硬度系数识别和摩擦力系数识别两部分，该移动感知子系统通过携带的回弹仪多次采集星表回弹数据，巡视器根据接收到的回弹数据计算星表硬度系数；巡视器向该移动感知子系统发送平移和旋转的指令，该移动感知子系统发送由本体陀螺仪观测的旋转角度，同步地，巡视器通过子系统定位模块得到该移动感知子系统实际的平移量；巡视器结合观测平移旋转量和目标值间的差值计算星表摩擦系数；
子系统分离模块，用于启动巡视器内部的分离装置，该移动感知子系统自由拖拽绳索离开巡视器；
该移动感知子系统内部设有：
子系统移动模块，用于按照接收到的控制命令，实现移动感知子系统的移动；
子系统数据采集模块，用于采集回弹仪和陀螺仪传感器数据；
子系统回收模块，用于使该移动感知子系统依照原路径或者巡视器重新生成的路径返回，返回过程中位于巡视器内部的回收电机提供驱动力带动绳索防止缠绕，并为子系统的移动提供辅助动力。
4.一种面向巡视器的可分离式星表材质识别系统，其特征在于，包括：
释放模块，用于释放位于巡视器内部的移动感知子系统，该移动感知子系统自由拖拽绳索离开该巡视器；
识别模块，用于移动该移动感知子系统至该巡视器周围指定地点，采集识别该指定地点的星表材质数据后，该巡视器内部的回收电机提供驱动力带动绳索使该移动感知子系统返回该巡视器内部；该星表材质数据包括该指定地点的星表硬度和星表摩擦系数；
路径规划模块，用于根据该星表材质数据，为该巡视器进行路径规划和避障。
5.如权利要求4所述的面向巡视器的可分离式星表材质识别系统，其特征在于，该移动感知子系统携带回弹仪进行星表硬度测量，回弹仪驱动内置弹击锤弹击星表，所获得的瞬时反弹力产生回弹距离d，该移动感知子系统到达指定位置后，该移动感知子系统在预设范围内采集多次回弹距离，以测得该指定地点的星表硬度；
该移动感知子系统携带陀螺仪传感器进行星表摩擦系数测量，该巡视器发送平移指令，平移量为s，该移动感知子系统接收到指令后开始移动，同步地该巡视器通过携带的子系统定位模块解算子系统的移动距离为s'；该巡视器发送旋转指令，角度为θ，该移动感知子系统接收到指令后开始旋转，同步地该移动感知子系统将自身陀螺仪反馈的角度θ'，通过无线传输发送到该巡视器；巡视器根据平移量s、移动距离s'、角度θ和角度θ'计算得到该星表摩擦系数。
6.如权利要求4所述的面向巡视器的可分离式星表材质识别系统，其特征在于，该巡视器内设有：
路径规划模块，用于根据探索任务完成路径规划，生成轨迹序列；
路点生成模块，用于根据该轨迹序列采样路点数据，作为控制命令的参考；
控制命令生成模块，用于生成该移动感知子系统的控制命令；
子系统定位模块，用于实时求解该移动感知子系统的坐标，其输出结果用于判断子系统是否到达下一个路点、辅助识别材质属性；
材质识别模块，包含星表硬度系数识别和摩擦力系数识别两部分，该移动感知子系统通过携带的回弹仪多次采集星表回弹数据，巡视器根据接收到的回弹数据计算星表硬度系数；巡视器向该移动感知子系统发送平移和旋转的指令，该移动感知子系统发送由本体陀螺仪观测的旋转角度，同步地，巡视器通过子系统定位模块得到该移动感知子系统实际的平移量；巡视器结合观测平移旋转量和目标值间的差值计算星表摩擦系数；
子系统分离模块，用于启动巡视器内部的分离装置，该移动感知子系统自由拖拽绳索离开巡视器；
该移动感知子系统内部设有：
子系统移动模块，用于按照接收到的控制命令，实现移动感知子系统的移动；
子系统数据采集模块，用于采集回弹仪和陀螺仪传感器数据；
子系统回收模块，用于使该移动感知子系统依照原路径或者巡视器重新生成的路径返回，返回过程中位于巡视器内部的回收电机提供驱动力带动绳索防止缠绕，并为子系统的移动提供辅助动力。
7.一种存储介质，用于存储执行如权利要求1到3所述任意一种面向巡视器的可分离式星表材质识别方法的程序。
8.一种客户端，用于权利要求4至6中任意一种面向巡视器的可分离式星表材质识别系统。
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