贾庆轩，段嘉琪，陈钢

北京邮电大学 自动化学院，北京 100876

随着对太空开发的不断深入，空间结构的大型化是未来航天事业发展的主要趋势。许多科学研究计划都要求有大型的空间结构作为基础，如空间站需要千米级尺寸的太阳能电池阵列来提供充裕的能量[1]；高分辨率对地观测需要百米级的星载天线来提高精度[2-3]；深空探测飞行器需要用超轻薄膜构成的巨型太阳帆来利用太阳光子作为动力[4-5]。但是受运载火箭整流罩尺寸的限制，这类大型空间结构无法由运载器直接送入太空，需要由桁架在轨装配而成[6-10]。

桁架在轨装配过程中，空间机器人不可避免地需要利用视觉伺服完成大量对准工作。传统的机器人视觉伺服系统都是在对相机模型和机器人模型标定的基础上实现的，但在轨装配过程中无法实现对系统的精确有效标定，譬如美国用于在轨装配的Sky-worker机器人[11]有一只手臂专门搭载相机。每次进行装配对准时，该机械臂就会规划运动到相关位置完成“看”的动作。因此每次对准操作手眼之间的关系都不确定，而重新标定十分复杂难以实现且会导致装配效率低下，继续沿用原标定结果则会产生很大误差[12]。除此之外已标定结果也会受空间恶劣环境的影响而发生退化进而影响装配精度，如相机标定参数会受到高辐射的影响而退化。无标定视觉伺服可在不预先对相机模型、机器人模型和手眼关系标定的前提下，直接利用图像上的系统误差，设计控制器驱动机器人运动，使系统收敛到一个容许的误差域内[13]。……