專利名稱：一種基于立體視覺的在軌服務演示系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及演示系統領域，尤其是用于航天在軌服務演示的演示系統，具體 為一種基于立體視覺的在軌服務演示系統。
背景技術：
為了增強航天器的性能、延長航天器使用壽命、降低費用和風險，對于在軌燃料加 注、維護修復、功能更換和升級、在軌組裝等為內容的在軌服務技術的需求越來越迫切。立 體顯示技術能對目標進行三維顯示，能夠更明確的表達空間目標信息，對于在軌服務的快 速準確性提供了有力的保障。對于在軌服務和立體顯示，許多人只停留在概念層次，或許通 過Flash演示課件觀看過，但是看不到實物的演示，不能很好地理解其工作模式。
實用新型內容本實用新型的目的是提供一種基于立體視覺的在軌服務演示系統，以滿足航天領 域對在軌服務演示系統的需求。為了達到上述目的，本實用新型所采用的技術方案為一種基于立體視覺的在軌服務演示系統，其特征在于包括目標衛(wèi)星的實物模型、 在軌服務飛船的實物模型，所述在軌服務飛船的實物模型環(huán)繞所述目標衛(wèi)星的實物模型作 圓周運動，所述在軌服務飛船的實物模型面向所述目標衛(wèi)星的實物模型一端安裝有由多個 電機驅動的機械手臂，還包括有計算機、多臺攝像機，所述計算機中集成有圖像采集卡，計 算機外接有顯示器，所述攝像機分別對準所述目標衛(wèi)星、在軌服務飛船的實物模型，攝像機 的圖像輸出線分別與計算機中的圖像采集卡電連接，所述電機的控制端與計算機通訊連 接。所述的一種基于立體視覺的在軌服務演示系統，其特征在于所述在軌服務飛船 的實物模型固定在電動機驅動的小車上，在軌服務飛船的實物模型上安裝有兩對與所述電 動機電連接的太陽能電池，所述電動機的控制端與所述計算機電連接。所述的一種基于立體視覺的在軌服務演示系統，其特征在于所述目標衛(wèi)星的實 物模型固定在電動機驅動的小車上，在目標衛(wèi)星的實物模型上安裝有兩對與所述電動機電 連接的太陽能電池，所述電動機的控制端與所述計算機電連接。所述的一種基于立體視覺的在軌服務演示系統，其特征在于所述攝像機有兩臺， 為立體攝像機。所述的一種基于立體視覺的在軌服務演示系統，其特征在于所述機械手臂前端 安裝有操作工具，驅動機械手臂的電機為四臺伺服電機，所述機械手臂轉動安裝在其中一 臺伺服電機的輸出軸上，另兩個電機分別安裝在機械手臂的關節(jié)處控制機械手臂彎曲和伸 展，最后一個電機安裝在機械手臂前部與所述操作工具傳動連接。所述的一種基于立體視覺的在軌服務演示系統，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]本實用新型中，機械手臂用于模擬在軌服務操作，攝像機用于獲取目標衛(wèi)星空間 位置信息，顯示器用于顯示在軌服務操作過程。在軌服務飛船的實物模型有兩對太陽能電池帆板，固定在小車上，通過控制小車 的運動使其繞目標衛(wèi)星的實物模型做圓周運動。在軌服務目標衛(wèi)星的實物模型有一對太陽 能電池帆板，同樣固定在小車上，通過控制小車的運動使其做圓周運動。攝像機由兩個攝像 機構成，可以根據需要對立體攝像機的參數進行調節(jié)，獲得的兩路不同的圖像經圖像采集 卡采集轉換成我們需要的數字信號，再傳給計算機進行具體分析，然后反饋給機械手臂進 行操作。機械手臂由四個伺服電機來控制其運動，底部的伺服電機控制機械手臂的旋轉，中 間兩個控制機械手臂的彎曲和伸張，機械手臂前端的伺服電機是用來控制操作工具的，機 械手臂安裝在在軌服務飛船上面向目標衛(wèi)星的一端。本實用新型的優(yōu)點在于本實用新型是在軌服務的一種實物演示模型，對于在軌 服務、立體視覺、立體顯示的展示、理解和應用具有重要的意義。同時，其成本低，制作簡單， 有利于科普知識的普及，具有廣闊的市場應用前景。
圖1為本實用新型原理框圖。
具體實施方式
如圖1所示。一種基于立體視覺的在軌服務演示系統，包括用于模擬在軌服務飛船的實物模型；用于模擬在軌服務目標衛(wèi)星的實物模型用于模擬在軌服務操作的機械手臂；用于獲取目標衛(wèi)星空間位置信息的立體相機；用于顯示在軌服務操作過程的立體顯示器；裝有一對圖像采集卡的計算機。在軌服務飛船和目標衛(wèi)星模型繞同一圓心分別做圓周運動，它們的運動周期可以 通過計算機來進行設置。立體攝像機可以獲得稍有差別的圖像，經過數據采集卡采集獲得數字信號，經過 計算機對獲得圖像的處理計算出目標物的坐標，再結合運動周期，最終給出機械手臂的運 動路徑、運動速度及運動時間，最后給機械手臂下指令對目標衛(wèi)星進行操作。整個的操作過 程可以通過立體顯示器進行三維立體實時顯示。本實用新型能夠直觀地再現在軌服務及立體顯示的工作場景，可以更好地幫助觀 眾了解在軌服務及立體顯示的工作原理，在科普推廣中具有重要的意義。
權利要求1.一種基于立體視覺的在軌服務演示系統，其特征在于包括目標衛(wèi)星的實物模型、 在軌服務飛船的實物模型，所述在軌服務飛船的實物模型環(huán)繞所述目標衛(wèi)星的實物模型作 圓周運動，所述在軌服務飛船的實物模型面向所述目標衛(wèi)星的實物模型一端安裝有由多個 電機驅動的機械手臂，還包括有計算機、多臺攝像機，所述計算機中集成有圖像采集卡，計 算機外接有顯示器，所述攝像機分別對準所述目標衛(wèi)星、在軌服務飛船的實物模型，攝像機 的圖像輸出線分別與計算機中的圖像采集卡電連接，所述電機的控制端與計算機通訊連 接。
2.根據權利要求1所述的一種基于立體視覺的在軌服務演示系統，其特征在于所述 在軌服務飛船的實物模型固定在電動機驅動的小車上，在軌服務飛船的實物模型上安裝有 兩對與所述電動機電連接的太陽能電池，所述電動機的控制端與所述計算機電連接。
3.根據權利要求1所述的一種基于立體視覺的在軌服務演示系統，其特征在于所述 目標衛(wèi)星的實物模型固定在電動機驅動的小車上，在目標衛(wèi)星的實物模型上安裝有兩對與 所述電動機電連接的太陽能電池，所述電動機的控制端與所述計算機電連接。
4.根據權利要求1所述的一種基于立體視覺的在軌服務演示系統，其特征在于所述 攝像機有兩臺，為立體攝像機。
5.根據權利要求1所述的一種基于立體視覺的在軌服務演示系統，其特征在于所述 機械手臂前端安裝有操作工具，驅動機械手臂的電機為四臺伺服電機，所述機械手臂轉動 安裝在其中一臺伺服電機的輸出軸上，另兩個電機分別安裝在機械手臂的關節(jié)處控制機械 手臂彎曲和伸展，最后一個電機安裝在機械手臂前部與所述操作工具傳動連接。
6.根據權利要求1所述的一種基于立體視覺的在軌服務演示系統，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。
專利摘要本實用新型公開了一種基于立體視覺的在軌服務演示系統，包括目標衛(wèi)星的實物模型、在軌服務飛船的實物模型、計算機、多臺攝像機。本實用新型是在軌服務的一種實物演示模型，對于在軌服務、立體視覺、立體顯示的展示、理解和應用具有重要的意義。同時，其成本低，制作簡單，有利于科普知識的普及，具有廣闊的市場應用前景。
文檔編號G09B23/00GK201853391SQ20102028935
公開日2011年6月1日 申請日期2010年8月5日 優(yōu)先權日2010年8月5日
發(fā)明者劉莉, 張春光, 張濤, 武維生 申請人:中航華東光電有限公司