针对运载火箭发射环节中对箭体燃料进行发射前加注的人工操作,结合推进剂易燃易爆高腐蚀的特性,为满足发射场发射环境的安全性和加泄连接器对接的可靠性要求,设计了加注自动对接与脱离机器人系统取代人工进行燃料加注操作。利用激光雷达检测具有特殊几何形状的目标板来确定箭体活门与加注机器人之间的相对位姿,实现机器人基于人工信标的定位跟踪。最后,运用算术均值法解决定位误判问题。通过试验验证了雷达检测定位的精度,证实了系统的可靠性与稳定性。首先,本文研究了国际上的航天强国在推进剂加注过程中的自动对接技术,提出了SCARA机械臂与激光雷达定位相结合的加注机器人系统。然后,提出了基于激光雷达定位跟踪的算法。以人工信标的目标识别作为基础,分析了SCARA机械臂的运动学模型,运用算术均值法的误差补偿消除位姿数据波动引起的定位误判问题。接着,设计了基于MFC框架的加注机器人上位机软件,软件功能模块结合加注机器人实际作业流程,主要分为定位跟踪模块、视频监控模块、PLC通讯模块和机器人指令模块。最后,通过大量试验研究,包括目标识别、定位跟踪等算法试验,以及机械结构的相关试验,验证了加注机器人系统的可靠性与稳定性。