[发明专利]一种基于STL网格化模型的敏感器视场遮挡区域确定方法

摘要

本发明一种基于STL网格化模型的敏感器视场遮挡区域确定方法，包括：(1)将遮挡部件的三维模型转化为STL网格化模型文件；(2)提取遮挡部件的STL网格化数据；(3)将遮挡部件的STL网格化坐标数据进行处理，并转换成平面夹角数据；(4)将敏感器视场范围转化为平面夹角数据；(5)将遮挡部件的平面夹角数据与敏感器视场范围的平面夹角数据进行对比，判断敏感器视场被部件遮挡的情况；(6)绘制太阳敏感器视场遮挡图并计算遮挡面积与遮挡率。本发明可以定量给出太阳敏感器视场各象限受遮挡的情况以及所受遮挡的具体面积和遮挡率，并给出受遮挡的详细分布范围，提高了计算效率，同时为各部件布局优化设计提供参考依据。

主权项

1.一种基于STL网格化模型的敏感器视场遮挡区域确定方法，其特征在于步骤如下：1)将有可能遮挡敏感器视场的部件，即遮挡部件的三维模型转化为STL网格化模型文件；2)提取遮挡部件的STL网格化数据提取步骤1)得到的遮挡部件的STL网格化模型文件中三角形网格顶点的位置信息，将顶点i的位置信息以直角坐标系的坐标形式存为(xi,yi,zi)，其中i为1～n，n为所有顶点的总数；3)将遮挡部件的STL网格化坐标数据进行处理，并转换成平面夹角数据将步骤2)得到的所有的遮挡部件的三角形网格顶点i的坐标(xi,yi,zi)利用公式转换成遮挡部件的三角形网格顶点i与敏感器中心点O的连线与xz平面的夹角αi和遮挡部件的三角形网格顶点i与敏感器中心点O的连线在xz平面的投影线段与x轴的夹角βi，将所有顶点对应的夹角以平面坐标的形式存为(αi，βi)，得到遮挡部件的平面夹角数据；所述的(x0,y0,z0)为敏感器中心点坐标；4)将敏感器视场范围转化为平面夹角数据将有效视场为±60°×±60°的太阳敏感器有效视场的边界面转化成平面夹角数据；作垂直于太阳敏感器基准法线的平面P，并且该平面距离太阳敏感器1个单位长度；太阳敏感器有效视场的边界面与平面P的四条交线围成一个平面矩形，该矩形的四个顶点为D₁、D₂、D₃和D₄，四条边线记为D₁D₂、D₂D₃、D₃D₄和D₄D₁；则D₁、D₂、D₃和D₄的坐标分别为和根据几何关系，得到：D₁D₂直线转化为平面夹角坐标D₂D₃直线转化为平面夹角坐标D₃D₄直线转化为平面夹角坐标D₄D₁直线转化为平面夹角坐标5)将遮挡部件的平面夹角数据与敏感器视场范围的平面夹角数据进行对比，判断敏感器视场被部件遮挡的情况首先对步骤3)得到的遮挡部件的平面夹角数据(α_i，β_i)进行判断，将满足β_i∈(‑60°,60°)的坐标数据留下，记为(α′_i，β′_i)；其次，将留下的坐标数据(α′_i，β′_i)再次进行判断，将满足的坐标数据留下，记为(α_i″，β_i″)；此坐标数据(α_i″，β_i″)即为遮挡部件对敏感器视场产生遮挡的三角形网格顶点的坐标；将坐标数据(α_i″，β_i″)的个数记为m；将遮挡敏感器视场第一象限，即满足α_i″>0，β_i″>0的坐标个数记为m₁，计算出第一象限遮挡坐标数占总数的比率k₁＝m₁/m；将遮挡敏感器视场第二象限，即满足α_i″>0，β_i″<0的坐标个数记为m₂，则可以计算出第二象限遮挡坐标数占总数的比率k₂＝m₂/m；将遮挡敏感器视场第三象限，即满足α_i″<0，β_i″<0的坐标个数记为m₃，则可以计算出第三象限遮挡坐标数占总数的比率k₃＝m₃/m；将遮挡敏感器视场第四象限，即满足α_i″<0，β_i″>0的坐标个数记为m₄，则可以计算出第四象限遮挡坐标数占总数的比率k₄＝m₄/m；对比计算得到的各个象限遮挡坐标数占总数的比率，找出最大比率所对应的象限，则该象限受遮挡最为严重，并将该比率记为kmax；判断kmax是否小于太阳敏感器的设计要求值，若小于，则进行步骤6)；若不小于，则调整遮挡部件和太阳敏感器的相互位置关系，再次按步骤1)～步骤5)进行遮挡分析，直至满足太阳敏感器的设计要求值；6)绘制太阳敏感器视场遮挡图并计算遮挡面积与遮挡率将步骤4)得到的敏感器视场平面夹角坐标绘制于平面坐标系，并将其所围成的面积记为S视场，将步骤5)得到的坐标数据(αi″，βi″)也绘制于同一平面坐标系内，并将其所围成的面积记为S遮挡，记遮挡率K＝S遮挡/S视场；由此得到太阳敏感器视场遮挡图。