航空航天科学与工程论文_多特征融合的月面采样

文章摘要:嫦娥五号月面采样任务中，采样机械臂受到臂杆与关节柔性的影响其末端存在操作误差，需要依靠着陆器和机械臂携带多个视觉相机的定位引导，才能实现采样、放样、样品罐抓取与转移放置等精确操作。针对上述需求，本文设计了基于着陆器监视相机和机械臂末端臂载相机相结合的定位方案，提出了基于圆形目标自然特征和靶标特征结合的视觉定位方法，建立了基于成像光束逆投影的多特征融合视觉定位统一框架，分析了不同工况条件下机械臂操作误差对视觉定位收敛性的影响，设计了不同类特征的同尺度误差模型及其迭代优化策略，针对不同操作应用场景实现了基于单个或多个相机的不同类型特征组合定位。经试验分析验证，采样操作中的双目椭圆视觉定位精度优于2cm，放样与抓罐等操作中的圆形目标与靶标组合特征视觉定位的精度优于2mm，达到了机械臂精确操作引导的要求，成功支撑了嫦娥五号月面采样封装任务的实施。

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项目基金:《航空动力学报》 网址: http://www.hkdlxbzz.cn/qikandaodu/2021/1112/1615.html