[發(fā)明專利]兩端支撐太陽翼的視覺振動測量裝置及方法

在審

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• 申請日: 2018-06-25
• 公開（公告）號: CN108760023A
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 邱志成;王嘉璽
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學
• 主分類號: G01H9/00
• 分類號: G01H9/00
• 代理公司: 廣州市華學知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 李君

本發(fā)明公開了一種兩端支撐太陽翼的視覺振動測量裝置及方法，所述裝置包括單鋪開太陽翼和振動檢測機構(gòu)，所述單鋪開太陽翼的兩端支撐固定，所述振動檢測機構(gòu)包括兩組雙目視覺系統(tǒng)和兩個桁架，所述兩個桁架前后平行設(shè)置，所述兩組雙目視覺系統(tǒng)和兩個桁架一一對應(yīng)，且每組雙目視覺系統(tǒng)設(shè)置在對應(yīng)的桁架上，兩組雙目視覺系統(tǒng)用于檢測單鋪開太陽翼的前、后部上表面的振動檢測標志點區(qū)域。本發(fā)明將單鋪開太陽翼的兩端支撐固定，并將兩組雙目視覺系統(tǒng)設(shè)置在兩個前后平行設(shè)置的桁架上，對單鋪開太陽翼的前、后部上表面的振動檢測標志點區(qū)域進行檢測，具有非接觸、響應(yīng)快的優(yōu)點，能夠?qū)崿F(xiàn)單鋪開太陽翼振動的精確測量，避免接觸式測量所帶來的誤差。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種振動測量裝置，尤其是一種兩端支撐太陽翼的視覺振動測量裝置及方法，屬于振動測量領(lǐng)域。

背景技術(shù)

航天事業(yè)的飛速發(fā)展，航天器所承擔的任務(wù)的復(fù)雜性不斷增加，航天器朝著低剛度、柔性化、大型化的趨勢發(fā)展，大柔性稱為現(xiàn)代航天器的一大特點。柔性結(jié)構(gòu)相對于剛性結(jié)構(gòu)，具有質(zhì)量輕、能耗低、效率高、操作靈活等優(yōu)點，但柔性結(jié)構(gòu)的固有頻率低，低頻模態(tài)振動易被激起等特點限制了其在某些領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用與發(fā)展。

現(xiàn)代航天器大多帶有太陽能帆板等大型柔性結(jié)構(gòu)，具有模態(tài)阻尼小，受激易產(chǎn)生大幅持續(xù)振動的特點。為使航天器所帶有效載荷正常工作，必須有效抑制柔性體的振動，而振動測量是振動抑制的先決條件。目前振動測量研究的熱點主要分為：智能結(jié)構(gòu)，加速度、角速度式，光學測量三大類。

柔性薄膜電池由于使用原材料少，工藝集成度高、成本低、重量輕和柔性可彎曲等特性，在空間技術(shù)、建設(shè)光伏以及便攜式可穿戴光伏器件等領(lǐng)域具有獨特的發(fā)展空間。柔性薄膜太陽能電池主要有硅基、銅銦鎵硒和碲化鎘。在薄膜電池中硅基技術(shù)相對成熟，但是柔性硅基電池在國內(nèi)還缺乏卷對卷大規(guī)模生產(chǎn)的核心技術(shù)和設(shè)備。

非接觸式測量對比傳統(tǒng)的傳感器接觸式測量有很多優(yōu)點。非接觸式測量不會影響被測對象的動態(tài)性能，不會因為對被測物體附加質(zhì)量而影響它的正常工作，對被測對象無損而且抗干擾能力強。但是，非接觸式測量的精度普遍比接觸式測量要低。非接觸式測量是一種簡單而有效的測振方法，常見的有激光測振儀、激光傳感器、雙目視覺系統(tǒng)等方法，其中，由兩個高速相機組成的雙目視覺系統(tǒng)測振方法隨著圖像處理和分析技術(shù)的發(fā)展成熟，越來越成為一種簡單便捷的具有很高使用價值的測振方法。雙目視覺系統(tǒng)測振方法具有很多有點：首先，這種方法結(jié)構(gòu)簡單，不需要激光光源和其他輔助裝置；其次，高速相機測量振動是一種多點測量方法，相比于一些的單點測量的方法，高速相機測量振動在測量多個點的模態(tài)變化的時候具有很大的優(yōu)勢，只要高速相機的分辨率和拍攝頻率足夠高，拍攝的范圍足夠大，只需要在被測范圍里面作上若干個標記點，它可以在一個范圍里面精確測量多個點的振動，獲取多個點的模態(tài)信息，最后，雙目視覺系統(tǒng)可以對被測物體的振動的多階模態(tài)進行解耦，可以將復(fù)雜的多階模態(tài)簡化為多個一階模態(tài)的疊加，將振動的信息更加直觀的表現(xiàn)出來。

機器視覺起源于攝影測量學和統(tǒng)計模式識別。20世紀70年代中期到80年代初期，美國麻省理工學院David教授提出了全新的機器視覺理論。David把機器視覺系統(tǒng)的研究分為三個層次：第一是計算機理論層次，第二是表示與算法層次，第三是硬件實現(xiàn)。在第一層次中，David將視覺過程自下而上分為初級視覺、中級視覺和高級視覺三個級別。該理論為機器視覺成為一門學科奠定了良好的基礎(chǔ)。因此，從20世紀80年代開始，機器視覺在全球掀起了研究的熱潮。從理論上說，機器視覺的研究尚未形成一個完整的理論體系；從技術(shù)上說，機器視覺許多方面都未達到實際應(yīng)用水平。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供了一種兩端支撐太陽翼的視覺振動測量裝置，該裝置將單鋪開太陽翼的兩端支撐固定，并將兩組雙目視覺系統(tǒng)設(shè)置在兩個前后平行設(shè)置的桁架上，利用兩組雙目視覺系統(tǒng)對單鋪開太陽翼的前、后部上表面的振動檢測標志點區(qū)域進行檢測，具有非接觸、響應(yīng)快的優(yōu)點，能夠?qū)崿F(xiàn)單鋪開太陽翼振動的精確測量，避免接觸式測量所帶來的誤差。