三座标测量技术在曲面测绘中的开发应用

扫描测量功能是三坐标测量机一项重要功能,扫描测量方法效率高可以反映出零件表面自由形状的细部特征。因此,就该功能开发适合发动机复杂型面零件测量的数控测量方案,解决复杂空间自由曲面（线）精密测量问题进行了论述。介绍了如何识别不同的扫描数据格式,对扫描数据根据生产实践需要进行旋转、镜像及平移等处理,并将其转换为CAD曲线或曲面．以便进一步进行数据分析或建立三维模型进行加工。     

小型动态星模拟器设计

本文提出了以液晶光阀为核心器件的小型动态星模拟器方案，采用光学拼接方法克服了其小型、动态的难点，并通过原理性试验加以验证，最后对其性能进行了分析。     

提高“天绘一号”卫星条带影像拼接精度的技术探讨

"天绘一号"卫星2m全色相机焦平面共8片TDI-CCD器件,分上下两行品字形交错排列组成。目前地面处理系统采用基于SIFT特征点匹配的分段线性拼接算法,将8片条带影像进行拼接。然而受地形起伏、云层移动、影像对比度等多种因素影响,易出现局部拼接错位现象,条带拼接精度不高,降低了卫星的使用性能。为解决上述问题,文章重点分析了影响拼接精度的因素,并提出了基于分段线性拼接和拼接区域逻辑自适应影像增强技术的影像拼接方法。经过大量试验验证,该方法有效地解决了长条带影像拼接参数不一致、拼接区域影像对比度不高等问题,提高了器件片间拼接精度,在"天绘一号"卫星条带影像的拼接中取得了良好的应用效果。     

基于数字近景摄影测量的天线变形测量

文章介绍了基于数字近景摄影测量原理的天线变形测量方法。该方法利用2台CCD相机交会摄影来获取被测面图像,并对被测面上特殊标志点进行中心坐标提取,然后利用光束法平差解算标志点中心坐标。测量精度可达到1:50000,可用于卫星天线研制过程中空间环境模拟试验的检验,为卫星天线在轨正常工作提供可靠性保证。     

一种航天器位姿测量的鲁棒正交迭代法

航天器位姿测量是许多空间任务和地面大型试验必不可少的关键环节,基于合作标志点的单目位姿测量技术是实现该测量的重要手段之一;由于受到外界复杂环境的干扰,标志点提取可能会出现野值点或者精度不一致的情况,传统的正交迭代方法对于该类问题不能够达到最优的求解精度,甚至求解错误。文章提出了一种基于M估计的鲁棒型正交迭代方法,使用M估计给每个标志点分配不同的权重,优化加权物方残差目标函数得到位姿参数。通过仿真验证和实物试验,证明了该方法可以较好地消除错误数据对测量的影响,提高了正交迭代算法的测量精度和鲁棒性。     

基于光学靶标的天线型面高精度摄影测量

天线型面的高精度测量是天线研发与生产过程当中的一个重要环节，特别是天线表面镀有镀膜的情况就需要用到非接触式的高精度测量方式，文章介绍了利用光学靶标投射器投射光学靶标代替传统反光标志点的非接触工业摄影测量技术，并对该技术的适用性与精度进行了一系列的对比测试，利用该测量技术得出的测量精度指标RMS与三坐标测量机所测RMS值进行比较，结果表明两者RMS值仅相差0.002 mm，同时与传统粘贴人工反光标志点测量RMS值相比较优于后者0.002 mm。以上测量结果对比验证了利用光学靶标投射器对镀膜天线型面的摄影测量的可靠性与测量精度满足高精度天线型面检测需求，实现了基于光学靶标的真正意义上的非接触高精度测量，为基于光学靶标的摄影测量在镀膜天线型面检测等方面的应用提供参考。     

NASA兰利研究中心为再入航天器热防护系统研制填充材料

正2017年6月1日,据美国TechBrief网站报道,NASA"猎户座"新一代载人太空飞船的热防护备选方案之一是采用酚醛浸渍碳烧蚀体(PICA)材料,通过分块拼接的方式贴在航天器外表面。但由于其具有一定的脆性,为了避免由于热膨胀和机械作用引起PICA材料的失效,在拼接PICA块的过程中往往需要留出一定宽度的缝隙。     

多视场遥感图像虚拟焦面拼接理论误差分析

随着遥感对地观测技术的发展,对大视场、宽幅数据的需求日益增加,经常需要通过多幅遥感图像拼接来满足图像幅宽的要求。由多台相机同轨同时成像并拼接获取大幅宽遥感图像可以解决图像幅宽的问题。目前主要采用基于匹配的图像域拼接方法或根据成像几何关系生成虚拟拼接图像的方法获取宽幅图像。而生成虚拟拼接图像的方法物理意义明确且拼接后图像具有经典成像几何关系,成为图像拼接发展的趋势。文章根据同轨多视场图像虚拟焦面拼接原理,由摄影测量严格共线方程几何定位模型推导了多台相机不同视场图像的理论拼接误差计算公式,得出拼接误差的主要误差源;并仿真实验分析了拼接理论误差对图像拼接的影响,为多台相机拼接获取宽幅图像的设计和应用提供一定参考。     

空间交会相对状态测定与控制

阐述航天器交会对接最终逼近段相对状态测定与控制算法。测定算法适用于计算机视觉系统,根据标志点构型几何特征,建立非线性测距方程组并构造加权目标函数。对非共面标志点构型（如3点T型与5点锥型）和共面标志点构型（如正方形、矩形、菱形）,目标函数均含标志点间距比率关系项;对共面构型,目标函数还包含共面条件项。按最小二乘法,采用Gauaa-Newton数值迭代法求解测距最佳值;对共面标志点四边形构型,利用对角线交点的虚影像坐标确定测距求解迭代初值。获得测距后即可应用四元数估算法确定相对姿态与相对位置。对相对姿态控制算法,给出相对姿态运动学与动力学方程,讨论相平面法与四元数反馈法的控制设计方法。相平面控制法应用常值推力,针对小姿态角机动的特点,将相对姿态通道解耦为三个独立的二阶子系统,设计相平面推力方向切换函数;四元数反馈法应用本征轴旋转的线性二阶系统瞬态响应特性,选择相对四元数与相对角速率反馈增益系数,确定控制力矩。对相对位置控制算法,将实际位移对标称位移之差作为控制变量,阐述所需速度增量最小的双冲量机动。大量模拟计算结果表明相对状态测定与控制算法是有效的。     

圆度误差数值评定的探讨

在英国TaLyrond圆度仪上进行伺服阀精密零件圆度测量的时候,因设计者对圆度要求比较高(一般要在0.5μm之内)选择不同的滤波条件(即每转波形数)得到不同的圆度误差数值。这在表面光洁度较差的零件进行圆度测量时其误差数值变化尤为明显。 为此做了两个试件,一个零件表面的光洁度为 10,另一个零件表面的光洁度为 12,选择不同的滤波条件,测量圆度来看圆度误差数值的变化情况。从记录的曲线图(图1),中可以看到这两个试件各自圆度误差变化的情况(见表1)。 这种结果可能会使得一些零件在1-15或1-50每转波形数的滤波条件下是合格的产品,而在1-150…