[發明專利]航天器設備自動準直測量系統、準直方法與測量方法

有效

• 申請號: 201710085892.3
• 申請日: 2017-02-17
• 公開（公告）號: CN107543495B
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發明（設計）人: 隆昌宇;萬畢樂;楊再華;阮國偉;劉浩淼;胡瑞欽;張成立;閆榮鑫;陳暢宇;孟少華;郎冠卿
• 申請（專利權）人: 北京衛星環境工程研究所
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;G01C1/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.基于機器人與經緯儀相結合的航天器設備間姿態角度的準直測量系統，包括機器人、激光跟蹤儀、激光跟蹤靶標、機器人末端工裝、經緯儀、視覺搜索相機、輔助精對準相機、工控機和精密轉臺，用于準直航天器設備基準立方鏡的經緯儀固定設置于機器人末端工裝上，用于對被測產品成像的視覺搜索相機固定設置在經緯儀頂部，通過模式識別搜索到航天器設備上的被測基準立方鏡，并計算出基準立方鏡相對經緯儀的相位方位關系，引導經緯儀實現對被測基準立方鏡的鏡面的自動化粗對準；輔助精對準相機用于引導經緯儀實現對被測基準立方鏡的鏡面的自動化精對準，輔助精對準相機通過工裝固定在經緯儀的目鏡位置；精密轉臺用于承載被測航天器設備，帶動被測航天器設備繞自身豎直軸轉動，并給出實際轉動角度值θ，通過轉動使被測航天器設備上的被測基準立方鏡側面法線指向經緯儀；

其中，激光跟蹤儀用于標定各航天器設備的坐標系間相對方位關系并統一經緯儀在不同測量位置的測量結果到同一坐標系下，其坐標系為全局坐標系，用O_L-X_LY_LZ_L表示；利用激光跟蹤儀標定其自身坐標系O_L-X_LY_LZ_L與機器人基坐標系O_b-X_bY_bZ_b的關系、與轉臺坐標系O_r-X_rY_rZ_r的關系，以及經緯儀坐標系O_t-X_tY_tZ_t與機器人末端坐標系O_h-X_hY_hZ_h的相對關系、與激光跟蹤靶標坐標系O_c-X_cY_cZ_c的相對關系；激光跟蹤靶標用于在機器人攜帶經緯儀的平移過程中，引導激光跟蹤儀實時跟蹤機器人末端工裝并建立其自身坐標系O_c-X_cY_cZ_c與激光跟蹤儀坐標系O_L-X_LY_LZ_L的相對關系(R^c_L，T^c_L)，將經緯儀在不同測量位置的準直結果統一到全局坐標系下；工控機作為總控系統，向系統中其他測量部件發送控制指令，并采集其他測量部件每個的數據信息，最后計算出航天器設備的姿態關系矩陣。

2.如權利要求1所述的準直測量系統，其中，工控機與經緯儀連接，讀取經緯儀的水平角α和俯仰角β，并發出控制指令，使經緯儀精確準直被測基準立方鏡的反射鏡面。

3.如權利要求1所述的準直測量系統，其中，工控機與視覺搜索相機、輔助精對準相機連接，讀取兩相機的圖像信息，并進行圖像處理和計算；工控機與精密轉臺連接，向精密轉臺發出控制指令使轉臺轉動，讀取精密轉臺實際轉動的角度θ。

4.如權利要求1所述的準直測量系統，其中，工控機與機器人連接，向機器人發出控制指令使其帶動經緯儀平移到目標位置。

5.如權利要求1所述的準直測量系統，其中，精密轉臺帶有自動調平功能可以實現自動調平，調平精度優于1″。

6.如權利要求1-5任一項所述的準直測量系統，其中，機器人用于承載經緯儀在三維空間中進行平移，以攜帶經緯儀到達實現鏡面準直所需的位置。