● 摘要
高精度的相机系统是机械臂完成一系列精度高、稳定性强、精准操作的重要保证。因此本文对空间机械臂相机系统进行误差溯源，找出影响相机精度的主要因素，并对各精度影响因素进行误差合成，然后根据总的精度要求为相机系统的各个部分参数分配精度指标，最终研制出一套空间机械臂相机系统测量精度评定软件。
本文的主要研究内容包括以下几个方面：
1 利用最小二乘法计算位姿的初值，并通过非线性优化算法对初值进行优化，将优化的值与给定的真值比较得出位姿的误差。调研了多种非线性优化算法，选取其中两种最适合本课题的非线性优化算法进行仿真分析。
2 利用不同距离处的位姿精度数据研究测量距离与位姿精度之间的关系。提出一种基于灰色系统理论的小样本视觉测量数据分析方法：将灰色方法与曲线拟合有机地结合以研究测量距离与位置精度之间的关系。同时利用傅里叶拟合得到测量距离与姿态精度之间的关系。
3 研究相机内参标定误差、图像坐标的检测误差及目标模型误差对位姿精度的影响，建立数学模型，简化复杂的理论分析表达式并进行仿真实验，量化分析各参数误差对位姿精度的影响。
4 根据影响相机位姿测量精度各因素的不同特点，对三类参数误差的类型进行分类，分析得出位姿误差合成的具体表达式。并实现总位姿精度的误差分配。利用Matlab研制空间机械臂相机系统的测量精度评定软件，为优化计算各参数指标的具体数值提供依据。