[發明專利]一種航天器艙內設備裝配位姿導引方法

有效

• 申請號: 202011531244.4
• 申請日: 2021-02-18
• 公開（公告）號: CN112683249B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 楊再華;易旺民;趙志綱;劉廣通;孟凡偉;張成立;王鵬飛;孟少華;胡瑞欽
• 申請（專利權）人: 北京衛星環境工程研究所
• 主分類號: G01C15/00
• 分類號: G01C15/00
• 代理公司: 北京志霖恒遠知識產權代理事務所(普通合伙) 11435
• 代理人: 郭棟梁

1.一種航天器艙內設備裝配位姿導引方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)在被測設備上隨機粘貼若干第一靶標點，所述第一靶標點記為P_bi，其中i＝1,2,3…n，n為3以上的任意自然數；

(2)經緯儀測量第一靶標點在被測設備基準立方鏡坐標系下的第一坐標，所述第一坐標表示為P_bi(x_bi,y_bi,z_bi)，其中i＝1,2,3…n，n為3以上的任意自然數；

(3)將相機系統固定在固定裝置上，采集第一靶標點圖像，得到第一靶標點在相機測量坐標系下的第二坐標；

(4)將相機系統等效為中心透視投影模型，通過第一坐標及第二坐標得到相機系統的投影矩陣和比例系數；

(5)在艙體端面及艙內隨機粘貼若干第二靶標點，所述第二靶標點記為P_ci，其中i＝1,2,3…n，n為3以上的任意自然數；

(6)經緯儀測量第二靶標點在艙體基準立方鏡坐標系下的第三坐標，所述第三坐標表示為P_ci(x_ci,y_ci,z_ci)，其中i＝1,2,3…n，n為3以上的任意自然數；

(7)將固定裝置固定在艙體外，相機系統通過艙門觀測艙體內的第一靶標點及第二靶標點，得到第一靶標點及第二靶標點在相機測量坐標系下的坐標，分別記為第四坐標及第五坐標，所述第四坐標表示為P_bzi(x_bzi,y_bzi,z_bzi)，其中i＝1,2,3…n，n為3以上的任意自然數；所述第五坐標表示為P_czi(x_czi,y_czi,z_czi)，其中i＝1,2,3…n，n為3以上的任意自然數；

(8)根據最小二乘擬合求得被測設備基準立方鏡坐標系到相機測量坐標系的第一旋轉矩陣，第一平移矢量，艙體基準立方鏡坐標系到相機測量坐標系的第二旋轉矩陣，第二平移矢量；

(9)計算被測設備基準立方鏡坐標系到艙體基準立方鏡坐標系的第三旋轉矩陣及第三平移矢量；

其中，步驟(8)，具體包括：設被測設備基準立方鏡坐標系O_b-X_bY_bZ_b到相機測量坐標系O_z-X_zY_zZ_z的第一旋轉矩陣為A_bz，第一平移矢量為T_bz，艙體基準立方鏡坐標系O_c-X_cY_cZ_c到相機測量坐標系O_z-X_zY_zZ_z的第二旋轉矩陣為A_cz，第二平移矢量為T_cz，則：

將P_bi(x_bi,y_bi,z_bi)、P_ci(x_ci,y_ci,z_ci)、P_bzi(x_bzi,y_bzi,z_bzi)、P_czi(x_czi,y_czi,z_czi)坐標點分別代入公式(3)和公式(4)，由最小二乘擬合求得第一旋轉矩陣A_bz、第二旋轉矩陣A_cz、第一平移矢量T_bz、第二平移矢量T_cz；

步驟(9)，具體包括：設被測設備基準立方鏡坐標系O_b-X_bY_bZ_b到艙體基準立方鏡坐標系O_c-X_cY_cZ_c的第三旋轉矩陣為A_bc，第三平移矢量為T_bc，則：

根據第三旋轉矩陣及第三平移矢量即可得出被測設備在艙體內的相對位置坐標。