[发明专利]一种在轨多目标体射频身份识别与位姿测量系统

说明书

本发明公开了一种在轨多目标体射频身份识别与位姿测量系统，包括：射频测量模块、空间母平台、多个母平台接口、空间机械臂和机械臂末端抓取机构和多个目标体；多个母平台接口分布在空间母平台的侧面；空间机械臂一端固定在空间母平台上，另一端与机械臂末端抓取机构连接；射频测量模块，用于对多个目标体分别进行身份识别和位姿测量，根据各目标体的身份识别和位姿测量结果，控制空间机械臂和机械臂末端抓取机构动作，将各目标体分别抓取至对应的母平台接口处，实现各目标体与对应的母平台接口的对接，完成空间多目标体射频身份识别及位姿的在轨装配全过程测量。本发明能够有效实现空间在轨条件下多目标体之间身份识别，以及距离、位姿的测量。

技术领域

本发明属于航天技术领域，尤其涉及一种在轨多目标体射频身份识别与位姿测量系统。

背景技术

目前，空间单体平台受承载能力和运载限制，难以满足空间任务的应用需求，建立大型可在轨组装航天器结构机构共性技术，实现航天器结构模块化、功能化，结构模块的在轨灵活组装与重构是未来空间技术的重要发展方向。

以在轨多体组合模块的“群蜂”式微纳卫星、大型空间可扩展机构、在轨服务平台等为代表的新型在轨可组装可重构航天器平台在面向空间多目标快速响应的空间攻防、在轨服务任务中有着不可替代的作用。由于具有多系统、多模块、多传感器协同工作的特点，身份识别、位姿精确测量与调整等问题是在轨可组装可重构航天器平台系统建设及应用的关键，因此，在轨多体组合模块身份识别与精准定位技术是关键核心技术。当前，常规的技术手段主要有雷达测量及视觉测量方法。雷达测量及视觉测量方法基本局限于一对一的对接分离工况的目标体位姿测量，对于“一母体+多子体”、“多母体+多子体”等多目标体在轨捕获、对接、组装等过程中的目标体身份识别、位姿测量和定位等应用存在很大局限性。常规激光测距及图像识别方法在近距离多子体情况下存在体积及重量大、视线遮挡、身份识别困难等难点，常规激光测距及图像识别方法在空间攻防、在轨服务等任务中近距离星群定位、识别、矫姿等方面的应用存在瓶颈。

发明内容

本发明的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种在轨多目标体射频身份识别与位姿测量系统，能够有效实现空间在轨条件下多目标体之间身份识别，以及距离、位姿的测量。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种在轨多目标体射频身份识别与位姿测量系统，包括：射频测量模块、空间母平台、多个母平台接口、空间机械臂和机械臂末端抓取机构和多个目标体；

多个母平台接口分布在空间母平台的侧面；其中，母平台接口的数量不小于目标体的数量；

空间机械臂一端固定在空间母平台上，另一端与机械臂末端抓取机构连接；

射频测量模块，用于对多个目标体分别进行身份识别和位姿测量，根据各目标体的身份识别和位姿测量结果，控制空间机械臂和机械臂末端抓取机构动作，将各目标体分别抓取至对应的母平台接口处，实现各目标体与对应的母平台接口的对接，完成空间多目标体射频身份识别及位姿的在轨装配全过程测量。

在上述在轨多目标体射频身份识别与位姿测量系统中，各目标体上均设置有一目标体抓取接口和一目标体对接接口。

在上述在轨多目标体射频身份识别与位姿测量系统中，射频测量模块在根据各目标体的身份识别和位姿测量结果，控制空间机械臂和机械臂末端抓取机构动作，将各目标体分别抓取至对应的母平台接口处，实现各目标体与对应的母平台接口的对接时，包括：

根据各目标体的身份识别和位姿测量结果，确定当前待抓取的目标体身份及当前待抓取的目标体的位姿信息；

根据确定的当前待抓取的目标体的位姿信息，控制空间机械臂和机械臂末端抓取机构动作，通过当前待抓取的目标体上的目标体抓取接口，抓取得到所述当前待抓取的目标体；