[發明專利]一種運動態結構變形視覺測量方法

有效

• 申請號: 202110603245.3
• 申請日: 2021-05-31
• 公開（公告）號: CN113503825B
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發明（設計）人: 唐小軍;白宇君;田欣
• 申請（專利權）人: 北京衛星制造廠有限公司
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 李晶堯

1.一種運動態結構變形視覺測量方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟一、將作動機構(1)與被測運動結構(2)連接；通過作動機構(1)實現帶動被測運動結構(2)運動；

步驟二、在被測運動結構(2)的表面需要進行變形測量的位置粘貼視覺測量靶標(3)；并在被測運動結構(2)的中部安裝實時標定尺(4)；

步驟三、在被測運動結構(2)的表面安裝位姿跟蹤靶標(5)；

步驟四、將自適應視場調節機構(12)的根部與移動平臺(13)連接；在自適應視場調節機構(12)的頂部安裝視覺測量高穩定基線結構(9)；在視覺測量高穩定基線結構(9)的一端安裝第一視覺測量頭(7)，在視覺測量高穩定基線結構(9)的另一端安裝第二視覺測量頭(8)；第一視覺測量頭(7)和第二視覺測量頭(8)均通過視覺測量數傳與控制模塊(10)與視覺測量控制與處理系統(11)連接；第一視覺測量頭(7)和第二視覺測量頭(8)均對準被測運動結構(2)；

步驟五、在視覺測量高穩定基線結構(9)的中部安裝位姿跟蹤測量模塊(6)；位姿跟蹤測量模塊(6)對準被測運動結構(2)，且實現位姿跟蹤測量模塊(6)實時捕獲位姿跟蹤靶標(5)；

步驟六、調節第一視覺測量頭(7)和第二視覺測量頭(8)，實現第一視覺測量頭(7)和第二視覺測量頭(8)均能有效覆蓋全部視覺測量靶標(3)；調節完成后，對第一視覺測量頭(7)和第二視覺測量頭(8)的位置鎖死，保持第一視覺測量頭(7)和第二視覺測量頭(8)相對位姿穩定；

步驟七、通過視覺測量控制與處理系統(11)控制第一視覺測量頭(7)和第二視覺測量頭(8)對視覺測量靶標(3)進行靜態狀態視覺測量采集，并根據分布在被測運動結構(2)各視覺測量靶標(3)的絕對位置及相對位置，獲得被測運動結構(2)的實時位姿狀態；

步驟八、通過作動機構(1)驅動被測運動結構(2)按照預設軌跡運動；

步驟九、通過視覺測量控制與處理系統(11)控制第一視覺測量頭(7)和第二視覺測量頭(8)對視覺測量靶標(3)進行初始狀態視覺測量采集，并根據采集結果，解算出初始狀態測量圖像；對初始狀態測量圖像進行等變形量比例解算；獲得修正后的變形量測量圖像，根據修正后的變形量測量圖像獲得當前被測運動結構(2)變形測量結果；

步驟十、重復步驟八和步驟九，并對被測運動結構(2)變形測量結果取平均值，獲得被測運動結構(2)運動全過程最終變形量測量結果。

2.根據權利要求1所述的一種運動態結構變形視覺測量方法，其特征在于：所述步驟一中，作動機構(1)為被測運動結構(2)以外的外置作動機構，或為被測運動結構(2)自帶的內置作動機構。

3.根據權利要求2所述的一種運動態結構變形視覺測量方法，其特征在于：所述步驟三中，所述位姿跟蹤靶標(5)個數不小于3個，至少1個位姿跟蹤靶標(5)安裝在被測運動結構(2)的中間區域，且各位姿跟蹤靶標(5)分布不在同一條直線上。

4.根據權利要求3所述的一種運動態結構變形視覺測量方法，其特征在于：所述步驟四中，所述視覺測量數傳與控制模塊(10)采用柔性數據傳輸線或無線數傳方式進行數據傳輸與控制；所述視覺測量高穩定基線結構(9)實現運動中不產生影響第一視覺測量頭(7)和第二視覺測量頭(8)相對位姿穩定的有害變形。

5.根據權利要求4所述的一種運動態結構變形視覺測量方法，其特征在于：所述步驟五中，所述位姿跟蹤測量模塊(6)實現對視覺測量高穩定基線結構(9)產生的附件重量不產生影響第一視覺測量頭(7)和第二視覺測量頭(8)相對位姿穩定的有害變形。

6.根據權利要求5所述的一種運動態結構變形視覺測量方法，其特征在于：所述步驟七中，初始狀態視覺測量采集時，第一視覺測量頭(7)和第二視覺測量頭(8)的采集頻率為被測運動結構(2)最大運動頻率的5-10倍。

7.根據權利要求6所述的一種運動態結構變形視覺測量方法，其特征在于：所述步驟九中，對初始狀態測量圖像進行等比例解算的具體方法為：

以實時標定尺(4)實際長度與圖像中長度的比例為基準，以該比例對初始狀態測量圖像的變形量進行解算。