[发明专利]一种大尺度六自由度相对位姿模拟精度的自动化标定方法

权利要求书

1.一种大尺度六自由度相对位姿模拟精度的自动化标定方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)将模拟两星相对运动在轨工况的两个六自由度转台作为模拟器，并建立世界坐标系；

(2)建立非共线非共面的固定测量点构成的转站基准，并得到转站基准中各个固定测量点在世界坐标系中的坐标转换矩阵；

(3)分别测量模拟器中两个六自由度转台的负载安装台面中心的位置误差、平动误差、直线标定误差、垂直度误差，两个六自由度转台内环轴、中环轴、外环轴的轴系垂直度误差，完成大尺度六自由度相对位姿模拟精度的自动化标定；

模拟器中两个六自由度转台的负载安装台面中心的位置误差的确定方法为：

将光学靶标放置在六自由度转台安装台面中心的负载盘上，然后以固定间隔运动六自由度转台的某个自由度进行测量，记录测量数据进而得到位置误差；

所述的直线标定误差的确定方法为：

将光学靶分别置于2个六自由度转台的负载盘上，每隔固定距离运动六自由度转台，并使用激光跟踪仪对准光学靶，测量光学靶三维坐标，然后使用最小二乘直线拟合的方法，求出最大的测量点与拟合直线之间的距离，进而得到直线标定误差；

所述的六自由度转台的负载安装台面中心的垂直度误差的确定方法为：在六自由度转台的负载安装台面中心上安装光学靶，每隔1m向世界坐标系X方向移动，测量光学靶靶标的三维坐标，然后拟合出X方向向量，对世界坐标系Y方向采用相同的操作方式，得到Y方向向量，将两个向量的夹角作为X方向和Y方向的垂直度误差；

所述的六自由度转台的负载安装台面中心的平动误差的确定方法为：世界坐标系三个轴系向量与对应的三个方向向量的夹角；

所述的六自由度转台内环轴的轴系垂直度误差的确定方法为：

在六自由度转台内环台面上安装光学靶，每隔20°旋转内环轴，测量靶标的三维坐标，然后拟合出内环轴轴线；在六自由度转台负载平面安装光学靶，旋转内环轴，确定负载平面的平面方程和负载平面的中心点，对外环轴采用相同的操作方式，得到外环轴的轴线，将两条轴线的夹角作为内外环轴线的垂直度。

2.根据权利要求1所述的一种大尺度六自由度相对位姿模拟精度的自动化标定方法，其特征在于：所述的步骤(1)中建立世界坐标系的方法为：

(11)在模拟器地基中间位置安装水平基准平面，将靶球放置在水平基准平面，使用激光跟踪仪瞄准靶球，测量得到靶球坐标，多次扫描水平基准靶球进而建立得到水平面；

(12)在水平面上安装7*7的靶球座，中心的靶球座作为世界坐标系原点，靶球座群构成的平面作为XY平面，垂直于XY平面的的直线为Z轴，得到世界坐标系。

3.根据权利要求2所述的一种大尺度六自由度相对位姿模拟精度的自动化标定方法，其特征在于：所述的转站基准中各个固定测量点分别设置磁座，且磁座空间包络模拟器分布，其中，模拟器的四角分别布置4个磁性底座，4个磁座的支撑柱高度不同，世界坐标系X轴设置1个磁座。