[發明專利]一種用于太陽翼展開鎖定深度檢測的雙目視覺測量裝置

在審

• 申請號: 201811270775.5
• 申請日: 2018-10-29
• 公開（公告）號: CN109506562A
• 公開（公告）日: 2019-03-22
• 發明（設計）人: 郭慶;賴小明;于望竹;黃羚;趙婕;胡亞航;王寧
• 申請（專利權）人: 北京衛星制造廠有限公司
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 武瑩

一種用于太陽翼展開鎖定深度檢測的雙目視覺測量裝置，激光發射裝置投射激光至測量對象，在測量對象的表面形成多條光條紋，視覺模塊分別對多線結構光進行采集成像，得到二維圖像，傳輸模塊將二維圖像送至數據處理模塊，數據處理模塊進行提取、細化后，根據標定的CCD相機選型、相機基線、測量距離、測量范圍、像元分辨率、相機夾角，以及視覺模塊與投射模塊的相對位置關系，進行三維重建得到光條紋各個空間點的三維坐標，計算測量對象中各個要素的形位關系，計算并輸出測量對象的鎖定深度。

技術領域

本發明涉及雙目視覺測量裝置，具體涉及一種用于太陽翼展開鎖定深度檢測的雙目視覺測量裝置，一種用于衡量太陽翼能否在軌可靠鎖定的關鍵指標之一的地面測量，屬于太陽翼機構精密裝配技術領域。

背景技術

為模擬空間環境，提高太陽翼地面裝配性能與在軌的等效性，太陽翼通常需在地面微重力條件下進行裝配及展開試驗。太陽翼展開試驗關鍵性能參數是衡量太陽翼技術狀態的最主要參考依據，這些參數測量的準確性和有效性是決定太陽翼最終技術指標是否滿足要求的基本條件。作為其中一項重要參數，鎖定深度是衡量太陽翼能否在軌可靠鎖定的關鍵指標。

目前，鎖定深度采用游標卡尺直接測量，由于太陽翼尺寸大，在展開后剛性較弱，這種接觸式測量方式，會使太陽翼發生微小晃動，不僅影響測量的準確性，而且還可能破壞太陽翼的真實鎖定狀態；其次在測試時，由于鎖定柱直徑小，而游標卡尺測量為點接觸，每次很難測在同一個點，導致每次的測量結果都不完全相同，誤差較大；同時，由于基準面較小，游標卡尺無法準確沿垂直于基準面的方向實施測量，也會帶來誤差；此外，太陽翼鉸鏈分上、下鉸鏈，測量上部的鉸鏈時，需檢驗人員在升降車上來回移動，長時間高空作業，存在測量工具滑落、磕碰太陽翼的安全隱患。

發明內容

本發明解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供了一種用于太陽翼展開鎖定深度檢測的雙目視覺測量裝置，該裝置實現鎖定深度非接觸測量，可避免測力對太陽翼穩定性和測量準解性的破環，同時通過優化雙目視覺測量系統結構設計、多線結構光投射設計、優化條紋中心線坐標提取算法和自動數據處理軟件編制，還能有效的提高測量精度和測量效率。該裝置集成了線結構激光器、兩個相機構成的雙目視覺測量系統、航空插頭配合雙絞屏蔽線纜連接傳輸、上位機端數據處理軟件等模塊，對提高太陽翼展開鎖定深度檢測能力具有重要意義。

本發明的技術解決方案是：一種用于太陽翼展開鎖定深度檢測的雙目視覺測量裝置，包括投射模塊、第一視覺模塊、第二視覺模塊、連接機構、傳輸模塊、數據處理模塊，其中：

第一視覺模塊、第二視覺模塊位于連接機構上，相對于投射模塊對稱分布，第一視覺模塊、第二視覺模塊視覺焦點均在多線結構光、測量對象的表面中心位置，標定得到第一視覺模塊、第二視覺模塊的CCD相機選型、相機基線、測量距離、測量范圍、像元分辨率、相機夾角，以及第一視覺模塊、第二視覺模塊分別與投射模塊的相對位置關系；

激光發射裝置投射激光至測量對象，在測量對象的表面形成多條光條紋，第一視覺模塊、第二視覺模塊分別對多線結構光進行采集成像，得到第一二維圖像、第二二維圖像，傳輸模塊將第一二維圖像、第二二維圖像送至數據處理模塊，數據處理模塊對第一二維圖像、第二二維圖像進行提取、細化后，根據標定的CCD相機選型、相機基線、測量距離、測量范圍、像元分辨率、相機夾角，以及第一視覺模塊、第二視覺模塊分別與投射模塊的相對位置關系，進行三維重建得到光條紋各個空間點的三維坐標，計算測量對象中各個要素的形位關系，計算并輸出測量對象的鎖定深度。

所述的一條光條紋可以反應測量對象表面的二維起伏。

所述的CCD相機選型包括分辨率、像元尺寸、鏡頭焦距。

所述的第一二維圖像、第二二維圖像分別包括視覺模塊試場中多線結構光的各個光條紋圖像。

一種用于太陽翼展開鎖定深度檢測的雙目視覺測量方法，包括如下步驟：