專利名稱：一種基于立體視覺的在軌服務(wù)演示系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及演示系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其是用于航天在軌服務(wù)演示的演示系統(tǒng)，具體 為一種基于立體視覺的在軌服務(wù)演示系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
為了增強(qiáng)航天器的性能、延長(zhǎng)航天器使用壽命、降低費(fèi)用和風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)于在軌燃料加 注、維護(hù)修復(fù)、功能更換和升級(jí)、在軌組裝等為內(nèi)容的在軌服務(wù)技術(shù)的需求越來越迫切。立 體顯示技術(shù)能對(duì)目標(biāo)進(jìn)行三維顯示，能夠更明確的表達(dá)空間目標(biāo)信息，對(duì)于在軌服務(wù)的快 速準(zhǔn)確性提供了有力的保障。對(duì)于在軌服務(wù)和立體顯示，許多人只停留在概念層次，或許通 過Flash演示課件觀看過，但是看不到實(shí)物的演示，不能很好地理解其工作模式。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種基于立體視覺的在軌服務(wù)演示系統(tǒng)，以滿足航天領(lǐng) 域?qū)υ谲壏?wù)演示系統(tǒng)的需求。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案為一種基于立體視覺的在軌服務(wù)演示系統(tǒng)，其特征在于包括目標(biāo)衛(wèi)星的實(shí)物模型、 在軌服務(wù)飛船的實(shí)物模型，所述在軌服務(wù)飛船的實(shí)物模型環(huán)繞所述目標(biāo)衛(wèi)星的實(shí)物模型作 圓周運(yùn)動(dòng)，所述在軌服務(wù)飛船的實(shí)物模型面向所述目標(biāo)衛(wèi)星的實(shí)物模型一端安裝有由多個(gè) 電機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)械手臂，還包括有計(jì)算機(jī)、多臺(tái)攝像機(jī)，所述計(jì)算機(jī)中集成有圖像采集卡，計(jì) 算機(jī)外接有顯示器，所述攝像機(jī)分別對(duì)準(zhǔn)所述目標(biāo)衛(wèi)星、在軌服務(wù)飛船的實(shí)物模型，攝像機(jī) 的圖像輸出線分別與計(jì)算機(jī)中的圖像采集卡電連接，所述電機(jī)的控制端與計(jì)算機(jī)通訊連 接。所述的一種基于立體視覺的在軌服務(wù)演示系統(tǒng)，其特征在于所述在軌服務(wù)飛船 的實(shí)物模型固定在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的小車上，在軌服務(wù)飛船的實(shí)物模型上安裝有兩對(duì)與所述電 動(dòng)機(jī)電連接的太陽(yáng)能電池，所述電動(dòng)機(jī)的控制端與所述計(jì)算機(jī)電連接。所述的一種基于立體視覺的在軌服務(wù)演示系統(tǒng)，其特征在于所述目標(biāo)衛(wèi)星的實(shí) 物模型固定在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的小車上，在目標(biāo)衛(wèi)星的實(shí)物模型上安裝有兩對(duì)與所述電動(dòng)機(jī)電 連接的太陽(yáng)能電池，所述電動(dòng)機(jī)的控制端與所述計(jì)算機(jī)電連接。所述的一種基于立體視覺的在軌服務(wù)演示系統(tǒng)，其特征在于所述攝像機(jī)有兩臺(tái)， 為立體攝像機(jī)。所述的一種基于立體視覺的在軌服務(wù)演示系統(tǒng)，其特征在于所述機(jī)械手臂前端 安裝有操作工具，驅(qū)動(dòng)機(jī)械手臂的電機(jī)為四臺(tái)伺服電機(jī)，所述機(jī)械手臂轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在其中一 臺(tái)伺服電機(jī)的輸出軸上，另兩個(gè)電機(jī)分別安裝在機(jī)械手臂的關(guān)節(jié)處控制機(jī)械手臂彎曲和伸 展，最后一個(gè)電機(jī)安裝在機(jī)械手臂前部與所述操作工具傳動(dòng)連接。所述的一種基于立體視覺的在軌服務(wù)演示系統(tǒng)，其特征在于所述顯示器為可 2D/3D切換的狹縫光柵液晶顯示器。[0011]本實(shí)用新型中，機(jī)械手臂用于模擬在軌服務(wù)操作，攝像機(jī)用于獲取目標(biāo)衛(wèi)星空間 位置信息，顯示器用于顯示在軌服務(wù)操作過程。在軌服務(wù)飛船的實(shí)物模型有兩對(duì)太陽(yáng)能電池帆板，固定在小車上，通過控制小車 的運(yùn)動(dòng)使其繞目標(biāo)衛(wèi)星的實(shí)物模型做圓周運(yùn)動(dòng)。在軌服務(wù)目標(biāo)衛(wèi)星的實(shí)物模型有一對(duì)太陽(yáng) 能電池帆板，同樣固定在小車上，通過控制小車的運(yùn)動(dòng)使其做圓周運(yùn)動(dòng)。攝像機(jī)由兩個(gè)攝像 機(jī)構(gòu)成，可以根據(jù)需要對(duì)立體攝像機(jī)的參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，獲得的兩路不同的圖像經(jīng)圖像采集 卡采集轉(zhuǎn)換成我們需要的數(shù)字信號(hào)，再傳給計(jì)算機(jī)進(jìn)行具體分析，然后反饋給機(jī)械手臂進(jìn) 行操作。機(jī)械手臂由四個(gè)伺服電機(jī)來控制其運(yùn)動(dòng)，底部的伺服電機(jī)控制機(jī)械手臂的旋轉(zhuǎn)，中 間兩個(gè)控制機(jī)械手臂的彎曲和伸張，機(jī)械手臂前端的伺服電機(jī)是用來控制操作工具的，機(jī) 械手臂安裝在在軌服務(wù)飛船上面向目標(biāo)衛(wèi)星的一端。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于本實(shí)用新型是在軌服務(wù)的一種實(shí)物演示模型，對(duì)于在軌 服務(wù)、立體視覺、立體顯示的展示、理解和應(yīng)用具有重要的意義。同時(shí)，其成本低，制作簡(jiǎn)單， 有利于科普知識(shí)的普及，具有廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景。
圖1為本實(shí)用新型原理框圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示。一種基于立體視覺的在軌服務(wù)演示系統(tǒng)，包括用于模擬在軌服務(wù)飛船的實(shí)物模型；用于模擬在軌服務(wù)目標(biāo)衛(wèi)星的實(shí)物模型用于模擬在軌服務(wù)操作的機(jī)械手臂；用于獲取目標(biāo)衛(wèi)星空間位置信息的立體相機(jī)；用于顯示在軌服務(wù)操作過程的立體顯示器；裝有一對(duì)圖像采集卡的計(jì)算機(jī)。在軌服務(wù)飛船和目標(biāo)衛(wèi)星模型繞同一圓心分別做圓周運(yùn)動(dòng)，它們的運(yùn)動(dòng)周期可以 通過計(jì)算機(jī)來進(jìn)行設(shè)置。立體攝像機(jī)可以獲得稍有差別的圖像，經(jīng)過數(shù)據(jù)采集卡采集獲得數(shù)字信號(hào)，經(jīng)過 計(jì)算機(jī)對(duì)獲得圖像的處理計(jì)算出目標(biāo)物的坐標(biāo)，再結(jié)合運(yùn)動(dòng)周期，最終給出機(jī)械手臂的運(yùn) 動(dòng)路徑、運(yùn)動(dòng)速度及運(yùn)動(dòng)時(shí)間，最后給機(jī)械手臂下指令對(duì)目標(biāo)衛(wèi)星進(jìn)行操作。整個(gè)的操作過 程可以通過立體顯示器進(jìn)行三維立體實(shí)時(shí)顯示。本實(shí)用新型能夠直觀地再現(xiàn)在軌服務(wù)及立體顯示的工作場(chǎng)景，可以更好地幫助觀 眾了解在軌服務(wù)及立體顯示的工作原理，在科普推廣中具有重要的意義。
權(quán)利要求1.一種基于立體視覺的在軌服務(wù)演示系統(tǒng)，其特征在于包括目標(biāo)衛(wèi)星的實(shí)物模型、 在軌服務(wù)飛船的實(shí)物模型，所述在軌服務(wù)飛船的實(shí)物模型環(huán)繞所述目標(biāo)衛(wèi)星的實(shí)物模型作 圓周運(yùn)動(dòng)，所述在軌服務(wù)飛船的實(shí)物模型面向所述目標(biāo)衛(wèi)星的實(shí)物模型一端安裝有由多個(gè) 電機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)械手臂，還包括有計(jì)算機(jī)、多臺(tái)攝像機(jī)，所述計(jì)算機(jī)中集成有圖像采集卡，計(jì) 算機(jī)外接有顯示器，所述攝像機(jī)分別對(duì)準(zhǔn)所述目標(biāo)衛(wèi)星、在軌服務(wù)飛船的實(shí)物模型，攝像機(jī) 的圖像輸出線分別與計(jì)算機(jī)中的圖像采集卡電連接，所述電機(jī)的控制端與計(jì)算機(jī)通訊連 接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于立體視覺的在軌服務(wù)演示系統(tǒng)，其特征在于所述 在軌服務(wù)飛船的實(shí)物模型固定在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的小車上，在軌服務(wù)飛船的實(shí)物模型上安裝有 兩對(duì)與所述電動(dòng)機(jī)電連接的太陽(yáng)能電池，所述電動(dòng)機(jī)的控制端與所述計(jì)算機(jī)電連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于立體視覺的在軌服務(wù)演示系統(tǒng)，其特征在于所述 目標(biāo)衛(wèi)星的實(shí)物模型固定在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的小車上，在目標(biāo)衛(wèi)星的實(shí)物模型上安裝有兩對(duì)與 所述電動(dòng)機(jī)電連接的太陽(yáng)能電池，所述電動(dòng)機(jī)的控制端與所述計(jì)算機(jī)電連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于立體視覺的在軌服務(wù)演示系統(tǒng)，其特征在于所述 攝像機(jī)有兩臺(tái)，為立體攝像機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于立體視覺的在軌服務(wù)演示系統(tǒng)，其特征在于所述 機(jī)械手臂前端安裝有操作工具，驅(qū)動(dòng)機(jī)械手臂的電機(jī)為四臺(tái)伺服電機(jī)，所述機(jī)械手臂轉(zhuǎn)動(dòng) 安裝在其中一臺(tái)伺服電機(jī)的輸出軸上，另兩個(gè)電機(jī)分別安裝在機(jī)械手臂的關(guān)節(jié)處控制機(jī)械 手臂彎曲和伸展，最后一個(gè)電機(jī)安裝在機(jī)械手臂前部與所述操作工具傳動(dòng)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于立體視覺的在軌服務(wù)演示系統(tǒng)，其特征在于所述 顯示器為可2D/3D切換的狹縫光柵液晶顯示器。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種基于立體視覺的在軌服務(wù)演示系統(tǒng)，包括目標(biāo)衛(wèi)星的實(shí)物模型、在軌服務(wù)飛船的實(shí)物模型、計(jì)算機(jī)、多臺(tái)攝像機(jī)。本實(shí)用新型是在軌服務(wù)的一種實(shí)物演示模型，對(duì)于在軌服務(wù)、立體視覺、立體顯示的展示、理解和應(yīng)用具有重要的意義。同時(shí)，其成本低，制作簡(jiǎn)單，有利于科普知識(shí)的普及，具有廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)G09B23/00GK201853391SQ20102028935
公開日2011年6月1日 申請(qǐng)日期2010年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月5日
發(fā)明者劉莉, 張春光, 張濤, 武維生 申請(qǐng)人:中航華東光電有限公司