基于图像的空间柔性机构位置及振动测量算法研究与实现

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2、究成果。尽我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方外，论文中不包含任何其他人己发表或撰写过的材料，也不包含为获得其它教育机构的别种学位或证书而大量使用过的材料一。与我同工作的人对本研究所做的任何贡献已在论文中作了明确的说明并表示谢意。王。‘（＞＇去么１签名：：吳哦乂。期—关于论文使用授枚的说明目］本人完全了解培养单位有关保留、使用学位论文的规定，：Ｉ培养单位有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；培养单位可公布论文的全部｜＾或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论支。’王。义．签名ｆＬＳ：沸兔见证人

3、：Ｆ：１１期＿每密级:硕士学位论文基于图像的空间柔性机构位置及振动测量算法研究与实现作者姓名：吕腾达指导教师:刘成副研究员中国科学院国家空间科学中心学位类别:工学硕士学科专业:计算机应用技术研究所:中国科学院国家空间科学中心2016年4月ResearchandImplementationofSpatialFlexibleMechanismLocationandVibrationMeasurementAlgorithmBasedonImageByLvTengdaADissertationSubmittedtoUniversityofChineseAcadem

4、yofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofMasterofComputerApplicationTechnologyNationalSpaceScienceCenter.CASApr,2016摘要摘要在航天任务中空间柔性展开机构广泛用于探测载荷、通信天线和太阳能帆板等的支撑结构。在飞行器轨道中，携带柔性展开机构的飞行器处于真空和微重力环境下，受飞行器平台动作影响，柔性展开结构极易产生弹性振动。柔性展开机构的弹性振动使其支撑的有效载荷偏离了预期的空间位置，进而影响其工作性能。本文以柔

5、性伸杆作为研究对象，通过构建基于机器视觉的测量系统，实现对柔性伸杆的空间位置及振动信息的测量。作者完成的主要工作如下：（1）通过摄像机标定得到了摄像机内外参数和摄像机镜头的畸变参数，完成了机器视觉测量系统的构建。（2）实现了图像处理的噪声滤除算法，点光源图像的光斑分割算法和光斑质心的亚像素精度定位算法，提高了视觉系统的测量精度。（3）通过双目视觉测量系统完成了对柔性杆上点光源的三维空间位置测量，利用视频采样时间间隔和柔性杆上各点光源的空间位置得到柔性杆的摆动速度和柔性关节形变量，提出了基于动能和弹性势能的柔性杆稳定性评估数学模型，对柔性杆的稳定性进行评估。（4

6、）提出了基于图像LOI（LineOfInterest）的柔性杆振动频率和振幅的测量，减少了测量系统的输入数据量，提高了系统计算速度，最后利用Sigmoid函数对LOI内杆边缘附近的灰度值拟合实现了对边缘点的亚像素定位，提高了柔性杆振幅的测量精度。通过实验表明：视觉测量系统在1000mm范围内，x、y轴方向测量误差小于2.5mm，z轴方向测量误差小于4mm，边缘点定位精度小于0.05个像素点，各项测量指标满足项目需求，能够完成对柔性伸杆的空间位置及振动信息的测量。关键词：机器视觉，空间柔性结构，空间位置，振动测量，LOIIAbstractAbstractInsp

7、acemissions,spaceflexibledeploymentmechanismiswidelyusedasthesupportingstructureofdetectionload,communicationantennaandsolarpanels.Inorbit,aircraftswithflexibledeploymentmechanismworkinamicrogravityandvacuum.Affectedbytheaircraftplatform’smovementdisturbance,flexiblestructureiseasyt

8、oproduceelasticvibr