[发明专利]两端支撑太阳翼的视觉振动测量装置及方法

说明书

本发明公开了一种两端支撑太阳翼的视觉振动测量装置及方法，所述装置包括单铺开太阳翼和振动检测机构，所述单铺开太阳翼的两端支撑固定，所述振动检测机构包括两组双目视觉系统和两个桁架，所述两个桁架前后平行设置，所述两组双目视觉系统和两个桁架一一对应，且每组双目视觉系统设置在对应的桁架上，两组双目视觉系统用于检测单铺开太阳翼的前、后部上表面的振动检测标志点区域。本发明将单铺开太阳翼的两端支撑固定，并将两组双目视觉系统设置在两个前后平行设置的桁架上，对单铺开太阳翼的前、后部上表面的振动检测标志点区域进行检测，具有非接触、响应快的优点，能够实现单铺开太阳翼振动的精确测量，避免接触式测量所带来的误差。

技术领域

本发明涉及一种振动测量装置，尤其是一种两端支撑太阳翼的视觉振动测量装置及方法，属于振动测量领域。

背景技术

航天事业的飞速发展，航天器所承担的任务的复杂性不断增加，航天器朝着低刚度、柔性化、大型化的趋势发展，大柔性称为现代航天器的一大特点。柔性结构相对于刚性结构，具有质量轻、能耗低、效率高、操作灵活等优点，但柔性结构的固有频率低，低频模态振动易被激起等特点限制了其在某些领域内的应用与发展。

现代航天器大多带有太阳能帆板等大型柔性结构，具有模态阻尼小，受激易产生大幅持续振动的特点。为使航天器所带有效载荷正常工作，必须有效抑制柔性体的振动，而振动测量是振动抑制的先决条件。目前振动测量研究的热点主要分为：智能结构，加速度、角速度式，光学测量三大类。

柔性薄膜电池由于使用原材料少，工艺集成度高、成本低、重量轻和柔性可弯曲等特性，在空间技术、建设光伏以及便携式可穿戴光伏器件等领域具有独特的发展空间。柔性薄膜太阳能电池主要有硅基、铜铟镓硒和碲化镉。在薄膜电池中硅基技术相对成熟，但是柔性硅基电池在国内还缺乏卷对卷大规模生产的核心技术和设备。

非接触式测量对比传统的传感器接触式测量有很多优点。非接触式测量不会影响被测对象的动态性能，不会因为对被测物体附加质量而影响它的正常工作，对被测对象无损而且抗干扰能力强。但是，非接触式测量的精度普遍比接触式测量要低。非接触式测量是一种简单而有效的测振方法，常见的有激光测振仪、激光传感器、双目视觉系统等方法，其中，由两个高速相机组成的双目视觉系统测振方法随着图像处理和分析技术的发展成熟，越来越成为一种简单便捷的具有很高使用价值的测振方法。双目视觉系统测振方法具有很多有点：首先，这种方法结构简单，不需要激光光源和其他辅助装置；其次，高速相机测量振动是一种多点测量方法，相比于一些的单点测量的方法，高速相机测量振动在测量多个点的模态变化的时候具有很大的优势，只要高速相机的分辨率和拍摄频率足够高，拍摄的范围足够大，只需要在被测范围里面作上若干个标记点，它可以在一个范围里面精确测量多个点的振动，获取多个点的模态信息，最后，双目视觉系统可以对被测物体的振动的多阶模态进行解耦，可以将复杂的多阶模态简化为多个一阶模态的叠加，将振动的信息更加直观的表现出来。

机器视觉起源于摄影测量学和统计模式识别。20世纪70年代中期到80年代初期，美国麻省理工学院David教授提出了全新的机器视觉理论。David把机器视觉系统的研究分为三个层次：第一是计算机理论层次，第二是表示与算法层次，第三是硬件实现。在第一层次中，David将视觉过程自下而上分为初级视觉、中级视觉和高级视觉三个级别。该理论为机器视觉成为一门学科奠定了良好的基础。因此，从20世纪80年代开始，机器视觉在全球掀起了研究的热潮。从理论上说，机器视觉的研究尚未形成一个完整的理论体系；从技术上说，机器视觉许多方面都未达到实际应用水平。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术的缺陷，提供了一种两端支撑太阳翼的视觉振动测量装置，该装置将单铺开太阳翼的两端支撑固定，并将两组双目视觉系统设置在两个前后平行设置的桁架上，利用两组双目视觉系统对单铺开太阳翼的前、后部上表面的振动检测标志点区域进行检测，具有非接触、响应快的优点，能够实现单铺开太阳翼振动的精确测量，避免接触式测量所带来的误差。