基于双目立体视觉的柔性星载天线振动测量方法研究

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。根据标示点分布情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。

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第1章 绪 论

1.1 课题背景及研究的目的和意义

1.2 计算机视觉简介

1.3 双目立体视觉研究现状

1.4 本文的主要研究内容

第2章 双目立体视觉相机标定方法研究

2.1 引言

2.2 相机标定相关概念

2.3 相机标定原理

2.4 相机标定常用方法对比

2.5 本章小结

第3章 基于双目立体视觉的振动测量方法研究

3.1 引言

3.2相机标定方法的优化改进

3.3 立体匹配

3.4 立体匹配检测方法的选取

3.5 三维重构方法研究

3.6 本章小结

第4章 基于双目立体视觉的柔性结构振动测试

4.1 引言

4.2 振动测量系统

4.3 柔性薄板振动测试

4.4 柔性天线模型振动测试

4.5 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

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致谢