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第43卷第1期 西安交通 大 学 学报 V01．43Nol
XI’AN UNIVERSITY
2009年1月 JOURNAI．OFJIAoTONG Jan．2009
大范围视觉伺服方法在空间机器人上的应用
张国亮，王捷，刘宏
(哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室，150080，哈尔滨)
摘要：为了克服人工维护卫星危险性高及成本昂贵等种种弊端，采用在卫星主体上安装一个空间
机械臂、臂的末端安装单目摄像机的方法，无需远程遥操作控制，即可利用手眼视觉控制机械臂完
提出一种复合视觉伺服控制方法，通过在线估计目标的深度和旋转姿态来选择PBVS和IBVS控
制器．该方法既具有两种伺服方法各自的优点，又保证了图像空间与笛卡尔空间轨迹的可控性．大
范围运动(尤其是涉及到旋转伺服)时选择PBVS控制器，小范围运动时则使用IBVS控制器，从而
实现了空间机器人的大范围完全自主视觉伺服控制．针对空间环境的特殊性，设计并实现了一种合
作目标识别方法，确保了伺服系统能够在复杂的环境下快速稳定地提取伺服特征。实验结果表明，
该方法在进行大范围视觉伺服时，伺服定位准确，对采样和标定误差具有鲁棒性．
关键词：空间机器人；视觉伺服；目标识别；伺服控制
中图分类号：TP242．6文献标志码：A文章编号：0253—987X(2009)01一0085一05
ServoMethodiedto Robot
Wide Visual
Range Appl Space
ZHANG ie，LIU
Guoliang，WANGJ Hong
(State ofRoboticsand Instituteof 150080，China)
KeyLaboratory System，HarbinTechnology，Harbin
Abstract：Toovercomethe riskandcostofmannedsatellite robotarmis
high servicing，aspace
iS visionbasedsatel-
fixedonsatelliteandamonocularcameramountedonthearmtorealize
body
liteself insteadof new visualservocontrolis
servicing teleoperation．Ahybridswitching pro—
on-linecalculationof and toselectPBVSor
depthpose IBVS．Byintegra—
posedfollowing object
some ofbothmethods，the of andCartesianarecontrolla—
ting advantages trajectoriesimage space
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