【摘要】在轨卫星燃料加注作业涉及失重环境下航天器间多管道同时对接的问题，对此设计了一种可固连辅助牵引/排斥对接作业系统。通过基于边缘信息的模板匹配算法和基于相机小孔成像模型的位姿测量算法进行非合作目标的视觉引导，在机构间建立牵引/排斥作用后，使用引入比例微分控制器的导纳控制算法进行多管道的柔顺插入与分离；借助搭载单目相机以及末端六维力传感器的机械臂实物平台进行验证实验。结果表明：视觉测算的水平方向误差不超过4 mm，可满足后续作业的初始位姿需求；柔顺控制算法能够避免作业过程中的卡阻问题，并将对接机构间的相互作用力与力矩分别保持在20 N以及0.8 Nm以内。系统能够在减少航天器间姿轨扰动的前提下完成小间隙长进深的多管道对接任务。
【关键词】轴孔装配；在轨服务；机器视觉；位姿测量；柔顺控制
【作者】陈宇涵，宋爱国，朱先意，徐菁菁
