保證一枚火箭(jiàn)成功發射(shè),前期的試驗數據非常關鍵。如何用數字化(huà)技術為試(shì)驗數據精準“把脈”,航天(tiān)科技集團一院102所研發的光學立體視(shì)覺(jiào)測量技(jì)術就是其中的法寶之一。

為火箭保駕護(hù)航

3月30日(rì)21點52分,遠征一號火箭成功發射。6小時後,遠征一號(hào)進入預定軌道(dào),上麵級整流罩(zhào)與雙星(xīng)有序分離。在三(sān)體分離過程中,解鎖動作極快,隻有數(shù)秒。在這一過程中,一旦發生碰撞,衛星將不(bú)能進入預定軌道(dào),甚至會(huì)發生墜落狀況。

在遠(yuǎn)征一號前期地麵試(shì)驗中(zhōng),需要精準記錄解鎖瞬間過程,還原三體分離時平拋(pāo)旋轉空間姿態(tài)和軌跡,並精準計算出三者之間的旋轉速(sù)度、角度、位置、姿態、距離、發生時刻等信息與理論值是否相對應,這並不容(róng)易。

“測量過程精(jīng)確才能保障上天之後安心。”該(gāi)所(suǒ)幾(jǐ)何(hé)計量研究室主任劉柯說道,分離試(shì)驗過程(chéng)中隻有數據翔實、精確才能判斷航天器關鍵設計是(shì)否合理。

在傳統火箭(jiàn)分離(lí)測量技術中,相機所拍攝的畫麵(miàn)多為平麵圖,每秒鍾僅能拍攝(shè)百餘幅照片,遠遠不能滿足(zú)遠征一(yī)號三體快速分離試驗三維立體測量的要求。“非接觸測(cè)量、三維測量速度快、精度高是這次試驗測量的突出難點。”劉柯介紹說。

而這一係列難(nán)點被該所自主(zhǔ)研發的光學立體視(shì)覺測量技術化解了。

試驗(yàn)中,試驗(yàn)人員將被測產品通過三維掃描測量(liàng)技術製作出的靜止立體輪廓圖,輸入計算機(jī)備用;然後用兩台(tái)紅外(wài)相機以每秒3000幅圖(tú)片的速度進行立體拍攝,再通(tōng)過交會立體成像技術解算(suàn)分離物體的運動軌跡(jì)坐標,把立體圖片進行疊加,最後經過(guò)數據分析比對,進行(háng)結果判讀(dú)。

光學立體視覺(jiào)測量技術將機器視(shì)覺科學與攝影測量科學相(xiàng)融合,借鑒生物視覺成像原理,以相機作(zuò)為‘眼睛’獲取圖(tú)像,以計算機作為‘大(dà)腦’進行(háng)數字(zì)圖像處理,最後輸(shū)出立體測(cè)量結果(guǒ)。

光學立體視覺測量技術可以對型號(hào)產品試驗中高速(sù)運動(dòng)的軌跡進行詳細描述,之後再把數據反(fǎn)饋給型號產品設(shè)計係(xì)統,從而達到驗證分離過程參數、指導改進設計的目的(de)。

“利用視覺係統測量高速運動物體位置、姿態的這種技術,在保障科(kē)研生產方麵應(yīng)用廣泛。例如,飛行器分離試驗、火箭箭體(tǐ)變形試驗等都可以采用這種測量方式。”劉(liú)柯說。

數字化研發一舉多得

早在2010年,102所(suǒ)就開始研究這項數(shù)字化(huà)技術。目前,該項技術已(yǐ)在數十個型號產品試驗中得到成功運用。在前不久開展的我國新一代運載火箭整流罩分離試驗的數據測量過程(chéng)中,該項技(jì)術已開(kāi)始大展(zhǎn)身手(shǒu)。

“光學立體視覺測量技術作為102所緊跟世界科技前沿的科研成果(guǒ)代表,在保(bǎo)障型號任務研(yán)製過程中發揮(huī)了重要作用。”該所副(fù)所長(zhǎng)繆寅宵說。

繆(miù)寅宵介(jiè)紹,近年來,該所從(cóng)型號產品需求出發,以數字化技術為牽引,將視野延伸到國際,博采眾長、敢於創新,研製出了以光學立體視覺測量技術(shù)為代表(biǎo)的(de)一大批(pī)數字化新技術。

光學立體視覺測量技術是在(zài)高端先進製造領域應用需求牽引下形成的一項數字化工業光學精密測量技術。這種創新技術對型號研製的積極作用正在不斷顯現。

“我們緊跟世界前(qián)沿科學開展研究(jiū),然後用數字化研究成果(guǒ)服務中(zhōng)國航(háng)天型號任(rèn)務,不僅可以給科研(yán)工作帶去更大的便利,同時還可以以點帶麵牽(qiān)引型號產品(pǐn)整體技(jì)術(shù)發展,可謂一舉多得。”繆寅宵說。

繆寅宵表(biǎo)示,將數字化與高端裝(zhuāng)備(bèi)製造相結合,將成為該所(suǒ)今後新型技(jì)術研發的主攻方向。該所將堅持軍民融合發展的思(sī)路,努力(lì)使數字化技術服務於型號研製和國民經濟建設。

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