郝颖明 ，付双飞 ，范晓鹏 ，魏景阳 ，朱 枫

（1.中国科学院沈阳自动化研究所，沈阳 110016；2.中国科学院光电信息处理重点实验室，沈阳 110016；3.辽宁省图像理解与视觉计算重点实验室，沈阳 110016）

1 引言

随着航天技术的飞速发展，空间飞行器的结构、组成日趋复杂，性能、技术水平不断提高。在这种情况下，如何保证空间飞行器在复杂的空间环境中更加持久、稳定的在轨运行，已成为目前空间技术领域亟待解决的重要问题。空间在轨服务（On-Orbit Servicing，OOS）逐渐成为航天领域的研究热点。空间在轨服务即指在太空中通过人、机器人（或类机器人卫星）或两者协同来完成涉及延长卫星、平台、空间站附属舱和空间运载器寿命和能力的空间装配、维护和服务（Space Assembly，Main-tenance and Servicing，SAMS）任务[1]。

自20世纪60年代早期提出概念，在轨服务技术迄今已经历四十多年的发展历程，并取得了丰硕的成果[2]。早期的在轨服务大多是由航天员完成的，但由于航天员出舱活动存在生理限制和巨大风险，随着机器人、遥操作等技术的不断发展，以空间机械臂代替航天员进行空间在轨服务已成为一种必然趋势[3]。空间机械臂要实现在轨服务操作，离不开感知系统的支持，而视觉作为空间机械臂最主要的传感器，相当于机械臂的眼睛，在空间机械臂在轨服务操作中具有举足轻重的地位。

空间目标航天器可分为两类：合作目标航天器和非合作目标航天器。合作目标航天器指航天器上安装有经过特殊设计以配合完成在轨服务任务的专用部件，如用于机械手抓取的抓捕手柄和用于视觉测量的合作标志器。……