基于变焦距视觉导引的空间机械臂在线运动规划方法与实验研究

项目名称： 基于变焦距视觉导引的空间机械臂在线运动规划方法与实验研究

项目编号： No.61171189

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2012

项目学科： 电子学与信息系统

项目作者： 齐乃明

作者单位： 哈尔滨工业大学

项目金额： 62万元

中文摘要： 太空装配、捕获太空垃圾等将是未来空间机械臂的重要空间任务，这类任务中目标运动范围大且运动未知，因此需要解决空间机械臂在大空域内的精确测量和在线运动规划问题，从而实现对目标的精确捕获。由于空间载体在太空自由漂浮状态下的位置和姿态会随着机械臂的运动而变化，使得机械臂的运动要求具有时变性。因此，开展空间机械臂的在线运动规划研究便成为智能与自主机器人领域中的一项具有科学意义的研究内容。本申请研究的主要内容有：1)变焦距摄像机标定方法研究。提出一种基于内参数数学模型和地面标定实验的离线标定方法，以满足在大空域范围内实现对目标精确测量的需要。2）针对非合作目标的机械臂在线运动规划研究。研究基于变焦距机器视觉系统导引信息的在线避奇异运动规划算法和规划策略，解决运动目标轨迹未知和机械臂有执行偏差情况下的高精度捕获。3）实验研究。在气悬浮微重力平台上，开展两自由度空间机械臂的在线规划策略和算法的实验验证。

中文关键词： 空间机械臂；变焦模型；星图标定；成像波门；在线规划

英文摘要：

英文关键词： space manipulator；zoom model；star map calibration；imaging window；on-line planning