冯 骁，卢 山，侯月阳，王奉文，贾英宏

(1. 北京航空航天大学宇航学院，北京 100083；2. 上海航天控制技术研究所，上海 201109；3. 上海市空间智能控制技术重点实验室，上海 201109)

0 引 言

由于太空环境的危险性，使用空间机器人代替航天员进行在轨操作已成为一个重要的研究课题[1]。具有多部机械臂的空间机器人能够完成复杂的操作，已成为空间机器人设计的重要发展方向。通常，航天器与地面间存在通信延迟，增强空间机器人执行任务的自动化程度将有助于提高其执行任务的效率。因此，多臂空间机器人自主在轨操作的相关技术具有研究和应用价值。关于空间机器人技术的详细综述可以参考文献[1]和文献[2]，下面仅介绍本文内容相关的现有成果。

对多臂空间机器人本身及其与目标间相对运动的建模是实现自主在轨抓捕的基础。利用Kane方法导出多体系统动力学的过程简单而有序，因此受到许多研究者的注意。文献[3]利用Kane方程导出了任意树形拓扑构型柔性多体系统的动力学方程，其形式适合计算机编程实现。文献[4]建立递推运动学关系，文献[5]引入偏速度、偏角速度矩阵，简化了运动学变量求解公式的形式。以这些动力学模型为基础编写的软件已在实践中应用。

融入视觉信息的轨迹规划是实现自主在轨抓捕的关键。由于目标相对航天器平台的运动存在不确定性，需要对运动的状态进行测量，并将测量信息引入机械臂的轨迹规划中，使机械臂能根据目标运动的情况调整自身运动。……