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申请/专利权人：西安航天赛能自动化科技有限公司

摘要：本发明涉及大型舱段对接，具体涉及基于非固定式标靶和对接面特征的舱段对接位姿测量方法，为解决现有技术中存在人工对接时精度低、速度慢、操作稳定性较差的不足之处，测量方法通过实时采集设置在舱段对接面的标靶工装的图像，结合预先标定的标靶工装三维坐标，通过精确测量得到定位结构坐标，从而得到活动舱段相对于固定舱段的刚体变换矩阵M，进而通过解算M，计算得到活动舱段相对于固定舱段的位姿调整值。

主权项：1.一种基于非固定式标靶和对接面特征的舱段对接位姿测量方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，搭载对接位姿装置：将需对接的两个舱段定义为固定舱段3和活动舱段2，在活动舱段2下方设置调姿机构1，将调姿机构1设置在搭载平台7上；活动舱段2对接面和固定舱段3对接面上分别设置至少三个定位结构4，以及至少两个标靶工装5；两个对接面的定位结构4数量相同且一一对应，标靶工装5的数量相同且一一对应；所述标靶工装5上设置有标靶特征点以及安装孔位，通过安装孔位与定位结构4连接，标靶特征点所在平面垂直于所在对接面；设置用于采集标靶工装5图像的单目视觉系统，保证所有标靶工装5均在其视野范围内；S2，单目视觉系统拍摄待对接状态图像，图像中包括所有标靶工装5；S3，对图像进行处理，提取所有标靶工装5中标靶特征点的图像坐标；S4，根据相机内参矩阵、标靶特征点的图像坐标及其三维坐标，计算出待对接状态下测量设备坐标系转换至相机坐标系的旋转矩阵和平移矩阵所述相机内参矩阵通过对单目视觉系统标定获得，所述三维坐标为利用测量设备对标靶特征点进行测量获得的在测量设备坐标系的坐标；S5，根据旋转矩阵以及平移矩阵以及标靶特征点三维坐标或安装孔位三维坐标，计算得到标靶特征点和安装孔位相机坐标；所述安装孔位三维坐标为利用测量设备对安装孔位进行测量获得的在测量设备坐标系的坐标；S6.基于相机坐标系到调姿机构坐标系的旋转矩阵和平移矩阵以及标靶特征点和安装孔位的相机坐标分别计算标靶特征点和安装孔位在调姿机构坐标系的坐标，安装孔位的坐标为其对应的定位结构坐标；S7.计算得到其余未设置标靶工装5的定位结构4在调姿机构坐标系的坐标；S8.利用所有定位结构4坐标，计算活动舱段2相对于固定舱段3的刚体变换矩阵M，解算M，得到活动舱段2相对固定舱段3在调姿机构坐标系的俯仰角θ、偏航角ψ、滚转角φ以及横向位移x、水平位移y和垂直位移z，完成对接位姿测量。

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