[发明专利]一种模拟空间环境下大视场高精度结构变形测量系统

权利要求书

1.一种模拟空间环境下大视场高精度结构变形测量系统，其特征在于，包括：空间环境模拟罐体(1)、安装底板(2)、测量基座(14)、测量运动机构(15)、测量运动滑槽结构(16)、运动机构控制线路(17)、运动机构控制软硬件系统(19)、局部环境控制与视觉测量线路(25)、局部环境控制与视觉测量软硬件系统(26)和图像获取单元；

安装底板(2)、测量基座(14)、测量运动机构(15)、测量运动滑槽结构(16)和图像获取单元设置在空间环境模拟罐体(1)内，运动机构控制软硬件系统(19)和局部环境控制与视觉测量软硬件系统(26)设置在空间环境模拟罐体(1)外；

测量基座(14)的一端固定在空间环境模拟罐体(1)的顶部，另一端与测量运动滑槽结构(16)连接；测量运动机构(15)通过设定接口与测量运动滑槽结构(16)连接；图像获取单元安装在测量运动机构(15)下方、与测量运动机构(15)连接；安装底板(2)设置在图像获取单元下方，用于安装被测试件(3)；

运动机构控制软硬件系统(19)通过运动机构控制线路(17)与测量运动机构(15)连接；

局部环境控制与视觉测量软硬件系统(26)通过局部环境控制与视觉测量线路(25)与图像获取单元连接；

安装在安装底板(2)上的被测试件(3)的被测表面被划分为多个被测子区域，包括：根据被测试件(3)与图像获取单元的位置关系以及图像获取单元的视场区域，被测试件(3)的被测表面被划分为第一被测子区域(4)、第二被测子区域(5)、第三被测子区域(6)、第四被测子区域(7)、第五被测子区域(8)、第六被测子区域(9)、…、第n-2被测子区域(10)、第n-1被测子区域(11)和第n被测子区域(12)；

运动机构控制软硬件系统(19)，用于根据划分的多个被测子区域，规划测量运动机构(15)在测量运动滑槽结构(16)上的运动路线；控制测量运动机构(15)在测量运动滑槽结构(16)上按照规划的路线运动，确保各相邻被测子区域均存在公共视场区域(13)；其中，图像获取单元随测量运动机构(15)一起运动，并采集得到被测试件(3)在不同被测子区域不同试验温度的视觉图像；

局部环境控制与视觉测量软硬件系统(26)根据被测试件(3)在不同被测子区域不同试验温度的视觉图像，解算得到整个被测试件在统一坐标系下不同试验温度条件下的变形场测量数据时，包括：确定第一被测子区域(4)、第二被测子区域(5)、第三被测子区域(6)、第四被测子区域(7)、第五被测子区域(8)、第六被测子区域(9)、…、第n-2被测子区域(10)、第n-1被测子区域(11)和第n被测子区域(12)环控前的初始扫描图像，依次记为：G_0-(1)、G_0-(2)、G_0-(3)、G_0-(4)、G_0-(5)、G_0-(6)、…·、G_0-(n-2)、G_0-(n-1)、G_0-(n)；确定在空间环境状态Bk下，第一被测子区域(4)、第二被测子区域(5)、第三被测子区域(6)、第四被测子区域(7)、第五被测子区域(8)、第六被测子区域(9)、…、第n-2被测子区域(10)、第n-1被测子区域(11)和第n被测子区域(12)的扫描图像，依次记为：G_k-(1)、G_k-(2)、G_k-(3)、G_k-(4)、G_k-(5)、G_k-(6)、…·、G_k-(n-2)、G_k-(n-1)、G_k-(n)；采用环控前初始扫描图像采集的坐标系On_(U,V,W)对第一被测子区域(4)、第二被测子区域(5)、第三被测子区域(6)、第四被测子区域(7)、第五被测子区域(8)、第六被测子区域(9)、…、第n-2被测子区域(10)、第n-1被测子区域(11)和第n被测子区域(12)分别进行子区域数字图像解算，并得到模拟空间环境状态Bk下，每个被测子区域在各自环控前初始扫描图像坐标系On_(U,V,W)下的坐标及变形场数据，依次记为：[U_k-O1-(1),V_k-O1-(1),W_k-O1-(1)]、[U_k-O2-(2),V_k-O2-(2),W_k-O2-(2)]、[U_k-O3-(3),V_k-O3-(3),W_k-O3-(3)]、[U_k-O4-(4),V_k-O4-(4),W_k-O4-(4)]、[U_k-O5-(5),V_k-O5-(5),W_k-O5-(5)]、[U_k-O6-(6),V_k-O6-(6),W_k-O6-(6)]、…、[U_k-On-2-(n-2),V_k-On-2-(n-2),W_k-On-2-(n-2)]、[U_k-On-1-(n-1),V_k-On-1-(n-1),W_k-On-1-(n-1)]、[U_k-On-(n),V_k-On-(n),W_k-On-(n)]；根据[U_k-O1-(1),V_k-O1-(1),W_k-O1-(1)]、[U_k-O2-(2),V_k-O2-(2),W_k-O2-(2)]、[U_k-O3-(3),V_k-O3-(3),W_k-O3-(3)]、[U_k-O4-(4),V_k-O4-(4),W_k-O4-(4)]、[U_k-O5-(5),V_k-O5-(5),W_k-O5-(5)]、[U_k-O6-(6),V_k-O6-(6),W_k-O6-(6)]、…、[U_k-On-2-(n-2),V_k-On-2-(n-2),W_k-On-2-(n-2)]、[U_k-On-1-(n-1),V_k-On-1-(n-1),W_k-On-1-(n-1)]、[U_k-On-(n),V_k-On-(n),W_k-On-(n)]，结合相邻被测子区域的公共视场区域，进行数据融合与坐标系配准；根据数据融合与坐标系配准结果，将每个被测子区域的各点坐标及变形场数据通过统一的坐标系O_(U,V,W)给出，依次记为：[U_k-(1),V_k-(1),W_k-(1)]、[U_k-(2),V_k-(2),W_k-(2)]、[U_k-(3),V_k-(3),W_k-(3)]、[U_k-(4),V_k-(4),W_k-(4)]、[U_k-(5),V_k-(5),W_k-(5)]、[U_k-(6),V_k-(6),W_k-(6)]、[U_k-(n-2),V_k-(n-2),W_k-(n-2)]、[U_k-(n-1),V_k-(n-1),W_k-(n-1)]、[U_k-(n),V_k-(n),W_k-(n)]；将被测子区域的各点坐标及变形场图像拼接，得到一个覆盖被测试件所有被测子区域的变形场图像，记为：[U_k,V_k,W_k]。