[发明专利]一种在轨服务相对导航实验平台及工作方法

摘要

本发明公开了一种在轨服务相对导航实验平台及工作方法，包括三轴电动转台、三维电动平移台、仿真控制计算机、故障航天器等效装置、双目立体视觉系统和导航计算机系统。实验时：利用仿真控制计算机生成实验场景，控制三轴电动转台模拟相对姿态运动，控制三维电动平移台来模拟相对位置运动；脉冲电路周期触发双目立体视觉系统采集故障航天器等效装置的图像，导航计算机处理双目图像，并利用待验证的相对导航算法模块进行导航与目标参数辨识计算，将导航与参数辨识结果上传至仿真控制计算机，与仿真场景设置的真值进行比较和评估。该实验平台成本低，仿真逼真度高，能满足快速验证航天器在轨服务中相对导航算法的需要。

主权项

1.一种在轨服务相对导航实验平台，其特征在于：包括手动转台、棋盘格标定板、三轴电动转台、三维平移台、仿真控制计算机、故障航天器等效装置、双目立体视觉系统与导航计算机系统，其中：所述棋盘格标定板设置于手动转台上，故障航天器等效装置安装在三轴电动转台上，故障航天器等效装置表面安装有用于实验平台初次使用的标定特征点群，该特征点群由LED灯构成；双目立体视觉系统用于对棋盘格标定板的图像采集、LED灯阵的图像采集以及对故障航天器等效装置的图像采集；所述三轴电动转台模拟相对姿态运动，三维平移台模拟相对位置运动；仿真控制计算机用于根据导航计算机系统发送相对姿态的初值和相对位置的初值生成仿真场景并控制三轴电动转台和三维平移台运动；另外，仿真控制计算机还根据导航计算机系统推送的导航参数与仿真场景中的仿真真值比较，作为评价待验证算法性能的依据；导航计算机系统根据采集的棋盘格标定板的图像对双目立体视觉系统的内外参数进行标定；根据采集的LED灯阵图像确定故障航天器等效装置与双目立体视觉系统的相对姿态的初值和相对位置的初值，并将该相对姿态的初值和相对位置的初值发给仿真控制计算机；根据周期性采集的故障航天器等效装置图像对两个相机图像进行处理，然后利用待验证的相对导航和辨识算法进行导航计算，将导航结果发给仿真控制计算机。