[发明专利]基于OpenCV的离子推力器阵列弧光检测系统及方法

说明书

本发明提供了一种基于OpenCV的离子推力器阵列弧光检测系统及方法，该系统包括：真空仓，真空仓的内部的金属测试板设置环形微阴极离子推力器阵列，真空仓的外壁上设置有接口及观测窗，观测窗的外部通过机械夹具设置工业相机，环形微阴极离子推力器阵列连接接口的一端，接口的另一端连接矩阵切换单元及驱动与控制系统，矩阵切换单元连接电流探头及电压探头，电流探头及电压探头连接高速示波器，高速示波器、驱动与控制系统及工业相机连接计算机。本发明提供的基于OpenCV的离子推力器阵列弧光检测系统及方法，利用计算机技术以及OpenCV图像检测技术，同时结合脉冲电压、电流数据能够全面的评估离子推力器工作状态。

技术领域

本发明涉及航天和深空微纳卫星电推进检测技术领域，特别是涉及一种基于OpenCV的离子推力器阵列弧光检测系统及方法。

背景技术

微纳卫星技术被视为当今国家技术与经济发展的制高点，其推进系统是微纳卫星技术重要的组成部分。过去的卫星平台主要应用冷气和化学推进系统，受限于体积、重量和功率等条件和因素，传统推进系统无法满足微纳卫星的使用需求。微型阴极离子推力器，具有体积小、质量轻等优点，符合微纳卫星推进系统轻质量、模块化、高效率方向发展方向，在微纳卫星的姿态控制、轨道保持等任务上，有良好的应用前景。目前对微型阴极离子推力器的性能评价、功能评价测试有很多研究机构在不同领域取得一定成果。

但是，现有的离子推力器测试方法偏重对注入驱动功率、脉冲电压、电流数据采集，以及阴极、阳极、绝缘体材料表面烧蚀状态的微观情况观测，缺乏直接对推力器弧光的自动化视觉检测方法。因此，设计一种基于OpenCV的离子推力器阵列弧光检测系统及方法是十分有必要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于OpenCV的离子推力器阵列弧光检测系统及方法，利用计算机技术以及OpenCV图像检测技术，同时结合脉冲电压、电流数据能够全面的评估离子推力器工作状态。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于OpenCV的离子推力器阵列弧光检测系统，包括：计算机、工业相机、电流探头、电压探头、矩阵切换单元、驱动与控制系统、真空仓、高速示波器及工业相机，所述真空仓的内部的金属测试板设置环形微阴极离子推力器阵列，所述真空仓的外壁上设置有接口及观测窗，所述观测窗的外部通过机械夹具设置所述工业相机，所述环形微阴极离子推力器阵列连接所述接口的一端，所述接口的另一端连接矩阵切换单元及驱动与控制系统，所述矩阵切换单元连接所述电流探头及电压探头，所述电流探头及电压探头连接所述高速示波器，所述高速示波器、驱动与控制系统及工业相机连接所述计算机；

所述驱动与控制系统用于控制环形微阴极离子推力器阵列脉冲激励点火；

所述矩阵切换单元用于选择导通的通路进行测量。

本发明还提供了一种基于OpenCV的离子推力器阵列弧光检测方法，应用于上述的基于OpenCV的离子推力器阵列弧光检测系统，包括如下步骤：

步骤1：对工业相机进行校准；

步骤2：获取弧光亮度比较基准值；

步骤3：进行弧光检测；

步骤4：对检测信息进行信息合成处理，并存储。

可选的，步骤1中，对工业相机进行校准，具体为：