[发明专利]一种用于太阳翼展开锁定深度检测的双目视觉测量装置

说明书

一种用于太阳翼展开锁定深度检测的双目视觉测量装置，激光发射装置投射激光至测量对象，在测量对象的表面形成多条光条纹，视觉模块分别对多线结构光进行采集成像，得到二维图像，传输模块将二维图像送至数据处理模块，数据处理模块进行提取、细化后，根据标定的CCD相机选型、相机基线、测量距离、测量范围、像元分辨率、相机夹角，以及视觉模块与投射模块的相对位置关系，进行三维重建得到光条纹各个空间点的三维坐标，计算测量对象中各个要素的形位关系，计算并输出测量对象的锁定深度。

技术领域

本发明涉及双目视觉测量装置，具体涉及一种用于太阳翼展开锁定深度检测的双目视觉测量装置，一种用于衡量太阳翼能否在轨可靠锁定的关键指标之一的地面测量，属于太阳翼机构精密装配技术领域。

背景技术

为模拟空间环境，提高太阳翼地面装配性能与在轨的等效性，太阳翼通常需在地面微重力条件下进行装配及展开试验。太阳翼展开试验关键性能参数是衡量太阳翼技术状态的最主要参考依据，这些参数测量的准确性和有效性是决定太阳翼最终技术指标是否满足要求的基本条件。作为其中一项重要参数，锁定深度是衡量太阳翼能否在轨可靠锁定的关键指标。

目前，锁定深度采用游标卡尺直接测量，由于太阳翼尺寸大，在展开后刚性较弱，这种接触式测量方式，会使太阳翼发生微小晃动，不仅影响测量的准确性，而且还可能破坏太阳翼的真实锁定状态；其次在测试时，由于锁定柱直径小，而游标卡尺测量为点接触，每次很难测在同一个点，导致每次的测量结果都不完全相同，误差较大；同时，由于基准面较小，游标卡尺无法准确沿垂直于基准面的方向实施测量，也会带来误差；此外，太阳翼铰链分上、下铰链，测量上部的铰链时，需检验人员在升降车上来回移动，长时间高空作业，存在测量工具滑落、磕碰太阳翼的安全隐患。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种用于太阳翼展开锁定深度检测的双目视觉测量装置，该装置实现锁定深度非接触测量，可避免测力对太阳翼稳定性和测量准解性的破环，同时通过优化双目视觉测量系统结构设计、多线结构光投射设计、优化条纹中心线坐标提取算法和自动数据处理软件编制，还能有效的提高测量精度和测量效率。该装置集成了线结构激光器、两个相机构成的双目视觉测量系统、航空插头配合双绞屏蔽线缆连接传输、上位机端数据处理软件等模块，对提高太阳翼展开锁定深度检测能力具有重要意义。

本发明的技术解决方案是：一种用于太阳翼展开锁定深度检测的双目视觉测量装置，包括投射模块、第一视觉模块、第二视觉模块、连接机构、传输模块、数据处理模块，其中：

第一视觉模块、第二视觉模块位于连接机构上，相对于投射模块对称分布，第一视觉模块、第二视觉模块视觉焦点均在多线结构光、测量对象的表面中心位置，标定得到第一视觉模块、第二视觉模块的CCD相机选型、相机基线、测量距离、测量范围、像元分辨率、相机夹角，以及第一视觉模块、第二视觉模块分别与投射模块的相对位置关系；

激光发射装置投射激光至测量对象，在测量对象的表面形成多条光条纹，第一视觉模块、第二视觉模块分别对多线结构光进行采集成像，得到第一二维图像、第二二维图像，传输模块将第一二维图像、第二二维图像送至数据处理模块，数据处理模块对第一二维图像、第二二维图像进行提取、细化后，根据标定的CCD相机选型、相机基线、测量距离、测量范围、像元分辨率、相机夹角，以及第一视觉模块、第二视觉模块分别与投射模块的相对位置关系，进行三维重建得到光条纹各个空间点的三维坐标，计算测量对象中各个要素的形位关系，计算并输出测量对象的锁定深度。

所述的一条光条纹可以反应测量对象表面的二维起伏。

所述的CCD相机选型包括分辨率、像元尺寸、镜头焦距。

所述的第一二维图像、第二二维图像分别包括视觉模块试场中多线结构光的各个光条纹图像。

一种用于太阳翼展开锁定深度检测的双目视觉测量方法，包括如下步骤：