为什么火星漫游者这么慢？

火星漫游者通常非常慢。例如，好奇心的平均速度约为每小时30米。

为什么设计这么慢？是因为某些特定的功率限制还是其他原因？这么慢的主要原因是什么？

这与摇臂转向架悬架有关，比其他任何事情都重要。

该系统设计为以约10 cm / s的慢速使用，以在克服较大的障碍物时最大程度地减少动态冲击和对车辆造成的损害。

以缓慢移动为交换，流动站能够攀爬两倍于轮径的岩石（正常悬架会遇到超过轮径一半的问题）。从字面上看，这是很重要的。

（图片来自http://en.smath.info/forum/yaf_postst995p2_Animation-of-mechanisms.aspx）

速度较慢还有其他好处：导航相机捕获的连续帧之间的关联性更好，计划路径的时间更多，并且节省了电能。但是，如果没有悬架系统提供的功能- 克服火星表面上存在的障碍而不被卡住或造成损坏 -则其他好处无济于事。

这似乎是一个垒球问题，但令人惊讶地微妙。这里有一些很好的答案，但是我可以添加一些基本的严谨性。

流浪者移动得如此缓慢的原因本质上是需要对价值数百万美元的设备保持谨慎。但是还有其他一些设计约束值得一提。

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• 沟通延迟。如前所述，机器人是i）自主的，ii）感测受限的。人类必须不断地“检查”以确保机器人没有做任何愚蠢的事情（尽管它具有最先进的规划算法）。这意味着机器人将等待很多指令，从而减慢了向目标的平均进度。先前的参考资料解决了这个问题。

• 稳定性好。为了获得稳定性/坚固性，流动站使用了摇臂转向架系统。看到这个。该系统设计为以低速运行。如果您走得快并撞上了石头，那么您将摔碎漫游车。尝试想象一下基于传感器的运动计划。现在，当所有相关传感器都安装在机器人顶部的桅杆上时，尝试这样做，您会发现保持传感有效载荷稳定非常重要。

我不是物理学专家，但是我可以想到一些原因：

• 电源。完成一项任务所需的力量与完成该任务所需的时间成反比。我认为众所周知，更快地做某事需要更多的力量，否则您可以无偿地无限快地完成所有工作。
• 计算速度。关于权力的声明（以上）不仅限于运动。计算也是如此。您是否注意到笔记本电脑处于省电模式时运行速度较慢？使用处理器，如果计算速度快一倍，则需要四倍的精力来完成它。结果，很可能火星漫游者的CPU也无法高速工作。因此，如果流动站在继续行驶之前需要时间来处理某些事情（例如环境图像），则它需要移动得更慢，因此它将以较低的速率接收数据。足够慢，以便它可以处理它们。

• 稳定性好。我相信我不需要为这种现象提供公式：

  

  简而言之，您走得越慢，从山脊上提起并着陆时可能失去稳定性的机会就越小。

• 可操作性。如果您以相当慢的速度行驶，那么转向将不会有任何麻烦。另一方面，在高速行驶时，您需要更大的曲率才能转动，并且外侧的车轮承受的压力更大。

请注意，其中的一些问题（例如稳定性）也适用于地球上的机器人。但是，在地球上，如果车辆翻了车，我们总是可以翻转它，但是在火星上，我们不能相信火星人（他们可能喜欢火星车粘在它的背上并开始崇拜它，这对我们来说完全不酷） 。

原因之一是由于地球与火星之间的通信延迟。

从地球到火星的信号往返时间为几分钟，这意味着您无法实时遥控机器人。这意味着机器人需要一些自动避障功能，以帮助防止其卡住或出现其他麻烦。

火星漫游车上的危险规避设备通常采用非常保守的方式设计，这意味着要缓慢行驶并经常停车以检查您的环境。

来自Wikipedia，针对火星探索漫游者（精神和机会）：

...危险规避软件使它每10秒钟停止运行20秒钟，以观察和了解其行驶的地形。