基于機(jī)器視覺(jué)定位的微推力補(bǔ)償系統(tǒng)的研究.pdf

1、衛(wèi)星等航天器在執(zhí)行空間任務(wù)前，必須先在地面進(jìn)行一種特有的全物理仿真試驗(yàn)，來(lái)檢驗(yàn)其性能和控制系統(tǒng)的功能。地面全物理仿真試驗(yàn)是通過(guò)花崗巖試驗(yàn)臺(tái)上的氣浮仿真模擬系統(tǒng)來(lái)模擬衛(wèi)星等航天器在太空中微重力、無(wú)摩擦的運(yùn)行環(huán)境。組成試驗(yàn)臺(tái)的各塊花崗巖有不同角度和方向的傾斜，這將對(duì)仿真試驗(yàn)結(jié)果的正確性產(chǎn)生影響，因此，全物理仿真試驗(yàn)時(shí)需要對(duì)不同花崗巖上的氣浮仿真模擬系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的推力補(bǔ)償，盡可能抵消系統(tǒng)重力沿傾斜方向的分力。
　　針對(duì)上述問(wèn)題，本文研究

2、并設(shè)計(jì)了一套基于機(jī)器視覺(jué)定位的微推力補(bǔ)償系統(tǒng)，將機(jī)器視覺(jué)技術(shù)應(yīng)用到航天器設(shè)計(jì)試驗(yàn)領(lǐng)域。該系統(tǒng)主要由視覺(jué)定位系統(tǒng)和冷氣微推力裝置兩部分組成，視覺(jué)定位系統(tǒng)采集現(xiàn)場(chǎng)圖像，經(jīng)過(guò)一系列圖像處理之后獲得氣浮仿真模擬系統(tǒng)的位置信息，微推力裝置噴氣進(jìn)行相應(yīng)的推力補(bǔ)償。系統(tǒng)充分利用了機(jī)器視覺(jué)非接觸、快速、柔性的特點(diǎn)，不會(huì)對(duì)試驗(yàn)過(guò)程產(chǎn)生任何干擾。
　　本文綜合運(yùn)用了機(jī)器視覺(jué)技術(shù)、機(jī)械設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)技術(shù)等，對(duì)機(jī)器視覺(jué)定位，重點(diǎn)研究了相機(jī)標(biāo)定和視覺(jué)

3、定位算法，對(duì)微推力裝置，重點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了基于RS232串口的推力控制。全文的主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面:
　　(1)對(duì)視覺(jué)定位系統(tǒng)和微推力裝置分別進(jìn)行了具體的設(shè)計(jì)。
　　(2)對(duì)相機(jī)標(biāo)定技術(shù)進(jìn)行了研究，分析相機(jī)成像模型以及坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系。根據(jù)基于平面移動(dòng)模板的標(biāo)定法完成相機(jī)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)，確定了相機(jī)的各參數(shù)。
　　(3)研究了視覺(jué)定位系統(tǒng)的原理和方法，在對(duì)人工標(biāo)志位置信息提取的過(guò)程中，主要運(yùn)用圖像預(yù)處理（灰度化、濾波、二值化）、邊緣檢