Autonomous Guidance and Control of a Roving Robot

I n t r o d u c t i o n NASA has embarked upon a R o b o t i c s Research P r o j e c t a t t h e J e t P r o p u l s i o n L a b o r a t o r y , t h e p u r p o s e o f w h i c h i s t o e s t a b l i s h a t e c h n o l o g y base i n r o b o t i c s and semi -au tonomous c o n t r o l o f unmanned mach ines o r v e h i c l e s t o s u p p o r t l u n a r and p l a n e t a r y e x p l o r a t i o n . The l o n g t e r m o b j e c t i v e o f t h e r o b o t i c s w o r k a t JPL i s t o p r o v i d e a n i n t e g r a t e d h a r d w a r e / s o f t w a r e s y s t e m w h i c h i s c a p a b l e o f n e a r l y autonomous p e r f o r m a n c e . The p r e s e n t d e s i g n p h i l o s o p h y seeks t o l i m i t t h e need f o r human i n t e r a c t i o n t o s e l e c t i o n o f g o a l s and s i m i l a r h i g h e r l e v e l f u n c t i o n s . The Rover must t h e n a n a l y z e t h e scene f o r t r a v e r s a b i l i t y , g e n e r a t e a p l a n n e d p a t h t o t h e g o a l , and f o l l o w t h a t p a t h , a v o i d i n g any o b s t a c l e s a l o n g t h e r o u t e . We have a c h i e v e d t h e c a p a b i l i t y o f p e r f o r m i n g t h e s c e n a r i o j u s t d e s c r i b e d i n a s i m p l i f i e d e n v i r o n m e n t ; a l a b o r a t o r y w i t h a f l a t s u r f a c e , a l i m i t e d number o f o b s t a c l e s and c o n s t a n t i l l u m i n a t i o n . T h i s p a p e r f o c u s e s upon t h e autonomous g u i d a n c e and c o n t r o l f u n c t i o n s o f t h e Rover w h i c h e x e c u t e s t h e p l a n n e d t r a j e c t o r y i n a n i n c o m p l e t e l y d e f i n e d e n v i r o n m e n t .