基于双目立体视觉的柔性星载天线振动测量方法研究

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1、硕士学位论文基于双目立体视觉的柔性星载天线振动测量方法研究THESTUDYONTHEVIBRATIONMEASUREMENTOFSPACEBORNEFLEXIBLESTRUCTURESBASEDONBINOCULARSTEREOVISION赵阳哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：TB234.1学校代码：10213国际图书分类号：528.7密级：公开工学硕士学位论文基于双目立体视觉的柔性星载天线振动测量方法研究硕士研究生：赵阳导师：高晶波副教授申请学位：工学硕士学科：航天工程所在单位：航天学院答辩日期：2015年6月授予学

2、位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TB234.1U.D.C:528.7DissertationfortheMasterDegreeinEconomicsTHESTUDYONTHEVIBRATIONMEASUREMENTOFSPACEBORNEFLEXIBLESTRUCTURESBASEDONBINOCULARSTEREOVISIONCandidate：ZhaoYangSupervisor：AssociateProf.GaoJingboAcademicDegreeAppliedfor：MasterofScien

3、ceSpeciality：AerospaceEngineeringAffiliation：SchoolofAstronauticsDateofDefence：June,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology摘要摘要我国航天事业的迅猛发展使得柔性天线在卫星上得到广泛应用，天线易受到激励产生低频密频的振动，会导致天线通讯的精确性和可靠性下降，长时间振动还会导致疲劳破坏造成结构失稳。振动抑制的重要性越发突显，而振动抑制的前提条件便是振动测量。实时动态的

4、检测柔性天线的力学特性，不会对结构增加额外质量，快捷高效的振动测量手段是具有重要的理论和实际意义。本文针对柔性天线的特性建立一套双目立体视觉摄影测量系统，旨在解决卫星柔性天线的振动测量。首先，本文对双目摄影测量系统内外参数的标定进行深入研究，综合目前已知方法，利用实验进行对比Tsai两步法和张正友法的标定精度，结合本文模型的实际情况，以标定精度为第一前提，全面考量测量精度和测量时效，对Tsai两步法给出精度提高的改进措施，设计参数标定的理论算法，选择改进两步法作为双目摄影振动测量系统的标定方法。研究立体匹配方法，根据标示点分布情

5、况选择合适的特征检测算法，首先，对Harris算法进行改进，并与SURF方法分别对同一组图像进行特征提取，分析像素位移振动时域曲线，综合精度与效率，给出Harris-SURF组合法，通过柔性薄板的振动实验，对比仿真和传感器获得的一阶共振频率，验证HS组合法是精度更高、用时更少的特征提取方法。通过柔性天线模型的振动实验，标定相机的内外参数，提取天线九个特征点像素时域曲线，三维重构后获得每个点三个方向振动位移时域曲线和幅频特性曲线，得到振动频率；同时采用特征系统实现(ERA)验证双目摄影测量系统的可行性和准确性。关键词：双目立体视觉

6、；柔性天线；振动测量；组合法-I-AbstractAbstractTherapiddevelopmentofChineseaerospaceindustryisthereasonthatflexibleantennaiswidelyusedinthesatellite.Antennaisvulnerabletobestimulatedtoproducethelowanddensefrequencyvibration,whichleadstoadeclineintheaccuracyandreliabilityofthecommu

7、nicationantenna,andlong-timevibrationcanalsoleadtoinstabilityofdamagestructure.Theimportanceofvibrationsuppressionisincreasing,whosepremiseisvibratingmeasuring.Thereal-timedynamictestingmechanicalpropertiesoftheflexibleantenna,cannotaddextraqualitytostructure,andthev

8、ibrationmeasuringmethodisfastandefficient,havingimportanttheoreticalandpracticalsignificance.Thisthesiswillestablishasetofbinocular