頻閃靶標(biāo)識別在月面重力模擬系統(tǒng)中的應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種頻閃靶標(biāo)識別在月面重力模擬系統(tǒng)中的應(yīng)用，將月面重力模擬系統(tǒng)的立體靶標(biāo)上的5個基本特征點的頻閃頻率設(shè)置為某一固定頻率，其他6個備用特征點分別設(shè)定與該固定頻率不同的頻率值。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，使用了能夠根據(jù)設(shè)定頻率進(jìn)行頻閃的紅外發(fā)光二極管，圖像識別時不僅限定發(fā)光譜段同時也限定發(fā)光頻率，滿足以上兩個條件的光源才能進(jìn)入圖像識別程序，大大提高了系統(tǒng)工作可靠性。
【專利說明】頻閃靶標(biāo)識別在月面重力模擬系統(tǒng)中的應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于月面重力模擬試驗【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種基于頻閃靶標(biāo)識別技術(shù)在月面重力模擬系統(tǒng)中的應(yīng)用。

【背景技術(shù)】
[0002]中國專利201110443682.X公開了一種用于巡視器地面行走試驗的月面重力模擬系統(tǒng)，其中披露的月面巡視器的重力模擬系統(tǒng)可劃分為位姿測定子系統(tǒng)、二維跟蹤子系統(tǒng)、恒拉力子系統(tǒng)。其中位姿測定子系統(tǒng)主要實現(xiàn)對于月球巡視器的位置和姿態(tài)的解算，輸出控制系統(tǒng)跟蹤的偏差量給出控制系統(tǒng)的反饋信號，形成控制閉環(huán)。位姿測定子系統(tǒng)主要由兩個部分組成，一部分是和二維跟蹤平臺固定在一起的相機，另一部分是和月面巡視器固定在一起的立體靶標(biāo)，通過由相機來判斷靶標(biāo)的位置從而計算出巡視器質(zhì)心相對于吊點的位置。上述立體靶標(biāo)上分布著11個空間相互坐標(biāo)位置已知的紅外發(fā)光二極管。在計算中使用5個特征點(2個高點，3個低點)，其他6個作為遮擋點的備用。在測量過程中，通過這5個特征點的成像分析以及各特征點之間的幾何約束，利用5點姿態(tài)估計算法確定這些特征點相對于相機坐標(biāo)系的空間坐標(biāo)，然后通過質(zhì)心與光學(xué)特征點之間的空間位置關(guān)系確定質(zhì)心在相機坐標(biāo)系的空間坐標(biāo)。最后根據(jù)吊點在相機坐標(biāo)系的位置計算出月面巡視器質(zhì)心相對于吊點的位置。
[0003]然而，現(xiàn)有的巡視器地面行走試驗的月面重力模擬系統(tǒng)實際應(yīng)用中，受到環(huán)境背景光干擾嚴(yán)重，會導(dǎo)致巡視器質(zhì)心位置的誤判或直接丟失位置信息，引起試驗中斷，圖1a給出了現(xiàn)有技術(shù)中靶標(biāo)的正常識別圖像。圖1b給出了現(xiàn)有技術(shù)中靶標(biāo)的有雜光干擾圖像。由此可見，現(xiàn)有技術(shù)中的紅外發(fā)光二極管，確定了圖像識別光譜段為紅外光，但當(dāng)環(huán)境背景光有紅外光時，容易引起圖像識別錯誤，例如圖1b中的環(huán)境背景光存在紅外光時的識別圖像示意。然而，在實際工作過程中發(fā)現(xiàn)，由于系統(tǒng)工作環(huán)境的復(fù)雜性，所有11個靶標(biāo)點即便限定了發(fā)光譜段與發(fā)光頻率，仍有部分環(huán)境光可以同時滿足兩種限定條件，從而進(jìn)入到圖像識別程序中來，影響系統(tǒng)工作?？梢姡绾蜗h(huán)境背景中紅外光的影響是本領(lǐng)域的技術(shù)人員需要克服的主要技術(shù)難題。而在這種情況下，大多數(shù)的技術(shù)人員都容易想到的是改變靶標(biāo)發(fā)光二極管的亮度或者更改光源譜段來增加識別度，來克服雜光的影響，但效果不佳。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的發(fā)明目的在于提供一種頻閃靶標(biāo)識別在月面重力模擬系統(tǒng)中的應(yīng)用，該應(yīng)用通過出乎意料地改變發(fā)光二極管的頻閃并特定地設(shè)置月面重力模擬系統(tǒng)的立體靶標(biāo)上幾個識別點的頻率關(guān)系，從而顯著地克服了環(huán)境背景中紅外光的干擾，提高月面重力模擬系統(tǒng)工作可靠性。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案:
[0006]一種頻閃靶標(biāo)識別在月面重力模擬系統(tǒng)中的應(yīng)用，將月面重力模擬系統(tǒng)的立體靶標(biāo)上的5個基本特征點的頻閃頻率設(shè)置為某一固定頻率，其他6個備用特征點分別設(shè)定與該固定頻率不同的頻率值。
[0007]其中，5個基本特征點包括2個高點和3個低點。
[0008]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，使用了能夠根據(jù)設(shè)定頻率進(jìn)行頻閃的紅外發(fā)光二極管，圖像識別時不僅限定發(fā)光譜段同時也限定發(fā)光頻率，滿足以上兩個條件的光源才能進(jìn)入圖像識別程序，大大提高了系統(tǒng)工作可靠性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1a給出了現(xiàn)有技術(shù)中靶標(biāo)的正常識別圖像。
[0010]圖1b給出了現(xiàn)有技術(shù)中靶標(biāo)的有雜光干擾圖像。
[0011]圖2給出了本發(fā)明的基于頻閃的靶標(biāo)識別圖像。

【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的空間結(jié)構(gòu)的無損檢測方法實施系統(tǒng)作進(jìn)一步的說明。
[0013]中國專利201110443682.X公開了一種用于巡視器地面行走試驗的月面重力模擬系統(tǒng)，該系統(tǒng)中的位姿測定子系統(tǒng)主要由兩個部分組成，一部分是和二維跟蹤平臺固定在一起的相機，另一部分是和月面巡視器固定在一起的立體靶標(biāo)，通過由相機來判斷靶標(biāo)的位置從而計算出巡視器質(zhì)心相對于吊點的位置。上述立體靶標(biāo)上分布著11個空間相互坐標(biāo)位置已知的紅外發(fā)光二極管。其中，頻閃靶標(biāo)識別在月面重力模擬系統(tǒng)中的應(yīng)用，是將月面重力模擬系統(tǒng)的立體靶標(biāo)上的5個基本特征點的頻閃頻率設(shè)置為某一固定頻率，
0.0002Hz-0.00IHz，而其他6個備用特征點分別設(shè)定與該固定頻率不同的頻率值，例如
0.00002HZ-0.0002Hz,以上頻率可以根據(jù)所選發(fā)光光源的可設(shè)定頻率選擇，只要能夠與圖像識別程序?qū)?yīng)即可使用。
[0014]本發(fā)明在基本特征點被遮擋情況下，說明環(huán)境背景光中帶有這一固定頻率的干擾，而備用點因為有著與基本特征點不同的頻閃頻率，仍然可以不受雜光干擾正常進(jìn)入到圖像識別程序，目標(biāo)點可以被正確的定位，大大提高了系統(tǒng)工作的可靠性，結(jié)果參見圖2。
[0015]盡管上文對本發(fā)明的【具體實施方式】進(jìn)行了詳細(xì)的描述和說明，但應(yīng)該指明的是，我們可以對上述實施方式進(jìn)行各種改變和修改，但這些都不脫離本發(fā)明的精神和所附的權(quán)利要求所記載的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種頻閃靶標(biāo)識別在月面重力模擬系統(tǒng)中的應(yīng)用，將月面重力模擬系統(tǒng)的立體靶標(biāo)上的5個基本特征點的頻閃頻率設(shè)置為某一固定頻率，其他6個備用特征點分別設(shè)定與該固定頻率不同的頻率值。
2.如權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其中，5個基本特征點包括2個高點和3個低點。
3.如權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其中，某一固定頻率在0.0002HZ-0.0OlHz之間，其他6個備用特征點的頻率值在0.00002Hz-0.0002Hz之間。
【文檔編號】G01M99/00GK104236944SQ201410465342
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月12日
【發(fā)明者】王婉秋, 王鶴, 周亮, 楊洋溢, 王天罡, 樊世超 申請人:北京衛(wèi)星環(huán)境工程研究所